Ongelma:
Digitaalisessa valokuvauksessa kuvanlaatu riippuu pääasiassa kolmesta tekijästä: Optiikasta, kuvakennosta ja kuvaprosessorista. Kaikkien mielestä kaksi ensimmäistä näistä komponenteista ovat tärkeitä, kun taas kolmas – kuvaprosessori – on jäänyt turhan vähälle huomiolle. Tämä on yllättävää, koska riittävän hyvää kuvanlaatua ei ole mahdollista saavuttaa ilman tehokasta kuvaprosessoria, joka pystyy käsittelemään useita monimutkaisia tehtäviä.
Yleisimpiä heikkolaatuisiin kuvaprosessoreihin liittyviä ongelmia on prosessointiaika, joka saattaa hidastaa kameran toimintaa merkittävästi. Tämä on kiusallista sen vuoksi, että kuvaaja voi menettää elämänsä kuvaustilanteen, mutta se heikentää myös sarjakuvausnopeutta. Lisäksi hyvien kuvien tuottaminen edellyttää kuvaprosessorilta kykyä käsitellä tarkasti suurta määrää aiheen tietoja niin, että värit toistuvat luonnollisina, ääriviivat näkyvät tasaisina ja luonnollisina, ja että kohina on vähennetty minimiin.
Nykyiset korkearesoluutioiset kamerat vaativat paljon prosessointikapasiteettia, mikä tekee tehokkaasta kuvaprosessorista entistäkin kriittisemmän osan digitaalikamerassa.
|
Taustatietoa
Kuvakennoissa käytettävät valodiodit ovat luonnostaan värisokeita: Ne pystyvät tallentamaan ainoastaan harmaan sävyjä. Värien saamiseksi kuvaan diodit peitetään erilaisilla värisuodattimilla – punaisilla, vihreillä ja sinisillä (RGB). Useimmissa kennoissa jokaista sinistä ja punaista diodia kohti on kaksi vihreää. Koska kukin valodiodi aistii väri-informaation täsmälleen kuvan yhdestä kuvapisteestä, ilman kuvaprosessoria kuvassa olisi vihreä kuvapiste jokaisen punaisen ja sinisen kuvapisteen vieressä.
Ratkaisu:
Kuvaprosessori koostuu laitteistosta (prosessoreista) ja ohjelmistosta (algoritmeista). Sen tärkeimpänä tehtävänä on kerätä tietoja yksittäisten kuvapisteiden luminanssista ja krominanssista ja laskea tämän perusteella jokaisen kuvapisteen oikeat väri- ja kirkkausarvot. Jos se tekee tämän hyvin, tuloksena on luonnollisen ja miellyttävän värinen, kontrastiltaan ja terävyydeltään tasapainoinen kuva.
Tämä prosessi on kuitenkin hyvin monimutkainen ja sisältää lukuisia toimintoja. Sen tuloksellisuus riippuu suuressa määrin käytettävien algoritmien ”älykkyydestä”.
|
 |
Värit kohdalleen
Kuten edellä mainittiin, kuvaprosessori analysoi tietyn kuvapisteen väri- ja kirkkaustiedot. Sen jälkeen se vertaa niitä viereisten kuvapisteiden tietoihin ja käsittelee ne monimutkaisen algoritmin avulla oikeiden väri- ja kirkkausarvojen saamiseksi näille kuvapisteille. Mutta kuvaprosessori analysoi myös koko kuvan kontrastin oikean jakautumisen määrittämiseksi. Lisäksi säätämällä gamma-arvoa (kuvan keskisävyjen kontrastialueen suurentaminen tai pienentäminen) hiuksenhienot sävyasteet, kuten ihmisen iho tai sininen taivas, saadaan näyttämään huomattavasti luonnonmukaisemmilta.
Eroon kohinasta
Kohina on kaikissa sähköisissä piireissä esiintyvä ongelma. Digitaalisessa valokuvauksessa se näkyy usein satunnaisina vääränvärisinä pisteinä muuten tasavärisellä alueella. Kohina lisääntyy lämpötilan noustessa ja valotusajan pidentyessä. Käytettäessä suuria ISO-herkkyyksiä kuvakennon elektroninen signaali vahvistuu, mikä samalla suurentaa kohinatasoa johtaen signaali-kohinasuhteen heikkenemiseen. Hyvä kuvaprosessori erottaa kohinan kuvainformaatiosta ja poistaa sen. Tämä voi olla haasteellista, koska kuva voi sisältää hyvin hienorakenteisia alueita, jotka saattavat menettää erottelutarkkuuttaan, jos prosessori tulkitsee ne kohinaksi.
Tasaiset ja terävät ääriviivat
Kun jokaisen kuvapisteen väri- ja kirkkausarvot on laskettu, kuvaa on jonkin verran pehmennettävä prosessissa mahdollisesti syntyvän sumeuden poistamiseksi. Lisäksi syvyysvaikutelman, selkeyden ja hienojen yksityiskohtien häviämisen estämiseksi tarvitaan ääriviivojen ja reunojen terävöittämistä. Kuvaprosessorin on sen vuoksi kyettävä tunnistamaan ääriviivat oikein ja toistamaan ne tasaisina, mutta ei liian terävinä.
Nopeus on kaikki kaikessa
Kuvaajat eivät halua odottaa kameran kuvaprosessorin suorittavan tehtävänsä ennen kuin he voivat jatkaa kuvaamista – he eivät edes halua huomata, että jotakin on käynnissä kameran sisällä. Kuvakennojen resoluution kasvaessa kuvankäsittelyalgoritmit on optimoitava selviytymään suurista tietomääristä samassa tai vieläkin lyhyemmässä ajassa.
Miten se toimii (Olympus TruePic III -kuvaprosessori):
 |
Uusimmalla kuvaprosessorillaan Olympus on astunut askeleen eteenpäin täydellisen kuvanlaadun saavuttamisessa. Yhdessä Live MOS -kuvakennon kanssa uuden prosessorin kyky toistaa värit luonnollisina on entisestään parantunut. Tämä johtuu osaltaan kehittyneestä Advanced Proper Gamma III -teknologiasta, joka mahdollistaa myös haaleiden värien luonnollisen toiston toisistaan riippumattoman luminanssin ja krominanssin erosignaalien hallinnan ansiosta.
Nyt yksittäisten värien korjaus on mahdollista muihin väreihin vaikuttamatta. Värintoisto hienosäädetään myös siten, että värit näkyvät sekä oikeina että miellyttävinä silmälle. Tämän saavuttamiseksi Olympuksen insinöörit kiinnittivät erityistä huomiota ihmisihon ja sinisen taivaan värien luonnolliseen toistumiseen.
|
|
Uusi Advanced Noise Filter III -kohinasuodin edesauttaa osaltaan kuvien mahdollisimman luonnollista toistumista vähentämällä kohinaa kuva- ja kohinasignaalien tarkan erottamisen avulla. Se korvaa todellisen kuvan taajuusvälillä ja erottaa signaalikomponentin. Sen jälkeen se tasoittaa kaikki signaalin komponentit säilyttäen ääriviivat.
Ääriviivojen toistamiseksi tasaisina, mutta silti terävinä, Advanced Detail Reproduction -teknologia tunnistaa tarkasti ääriviivojen suunnan ja käyttää alipäästösuodinta (LPF) ääriviivan suunnassa ja ylipäästösuodinta (HPF) ääriviivaan nähden kohtisuorassa suunnassa. Tällä tavoin ääriviivat näkyvät tasaisina ja virheelliset värit voidaan täysin eliminoida.
Lisäksi uusi Olympus TruePic III -kuvaprosessori parantaa kameran nopeutta. Esimerkiksi Olympus E-510:n erinomainen suorituskyky mahdollistaa kuvaamisen 3 ruutua sekunnissa täydellä 10,0 megapikselin resoluutiolla – enintään kahdeksan ruutua RAW-muodossa sekä jatkuva sarjakuvaus (muistikortin kapasiteettiin asti) JPEG-muotoon tallennettaessa.
 Täältä löytyy myös aikaisempaa tietoa koskien kyseistä aihetta
|
