TALK BBS[雑談掲示板]

[No.24819] 画素数についての質問です 投稿者：初心もの 投稿日:2006/10/05(Thu) 15:36

まったくの素人質問で申し訳ありませんが、画素数(pixel)について疑問があります。
たとえばYahooの辞書で調べると“デジタル画像を構成する単位である、色のついた「点」”とあります。ところがSigmaのFoveonの仕様説明では“約1406万画素 (2652×1768×3層)”という記載があります。（3CCDのビデオカメラでも各色何画素で合計何画素というような同じような説明があります）これでは、RGBのひとつが画素ということになります。
RGB３原色のデータで１画素と思っていましたが、これから推測すると1,000万画素のデジカメといっても実際はその3分の１の色のついた「点」となるのでしょうか。
たぶん、プリンター、スキャナー、モニターなども同じだと思いますが、この辺ご存知の方があればお教えいただきたいのですが、よろしくお願いします。

[No.24820] Re: 画素数についての質問です 投稿者：にほんじん 投稿日:2006/10/05(Thu) 15:44

≫ 初心ものさん
> RGB３原色のデータで１画素と思っていましたが、～～～

普通のＣＣＤ等は１画素でＲかＧかＢかの１色だけしか感知、記録出来ないはずです。
詳しい事は他の方にお任せします。

[No.24822] Re: 画素数についての質問です 投稿者：タモン 投稿日:2006/10/05(Thu) 16:39

≫ 初心ものさん
デジタルカメラやビデオカメラの撮像素子(CCDやCMOSなど)のひとつの画素から得られる情報は、RGBいずれか１色のみの輝度（明るさ）レベルです。
一般的なデジタルカメラの撮像素子は、RBGBRBGB…というように、RGBが1:2:1の割合になっています。もともと撮像素子の画素は色が無い輝度の値だけしか取り出せないので、RGBそれぞれの色のカラーフィルターを、ひとつひとつの画素にRBGBの順でかぶせてあると考えてください。こうすることでRGBそれぞれの色の輝度レベルを得られるようになります。3CCDに対して単板CCDなどと呼ばれることもあります。
なので、例えば1000万画素の撮像素子から得られる情報は、Rが250万個、Gが500万個、Bが250万個となります。
その情報をカメラ内で演算処理して、1000万pixelのRGBカラー画像を“生成”しているのです。

3CCDやFoveonでは、同じ位置(3CCDでは擬似的に同じ位置)にある素子から、RGB３色の情報を得られます。複雑な演算処理をしなくてもRGBカラー画像を生成できますが、単純に積算しただけでは1000万画素の素子から約333万pixelの画像しか得られなくなってしまいますので、やはり演算処理（画素補間）して1000万pixel程度の画像を生成できるようになっています。

お気づきかもしれませんが、撮像素子の画素数とカメラが出力する画像のpixel数は、必ずしも同じではなくてもいいはずのです。
しかし、例えば1000万画素のCMOSを搭載したカメラで撮った画像が、250万pixelしか無かったら、「詐欺だ！」となってしまいそうですし、その逆もなんだか騙されてるような気分になるでしょう。
ほとんどのカメラは、搭載している撮像素子の画素数と同じくらいのpixel数を持った画像を出力できるようになっています。いろいろ理由はありますが、そのへんが“丁度イイ”んでしょうね。

・・・話が大幅に逸れました。

単版、多層、3CCD(3CMOS)いずれの方式でも、画像を生成するにはRGBそれぞれ独立した輝度情報が必要です。それを得る素子のしくみが違って、それに伴って演算処理の方法も異なる、と考えてください。
それぞれの方式に長所があり短所もあります。よく調べて、好みに合わせて選べばいいでしょう。

プリンター、スキャナー、モニターについてもいろいろな方式があります。ここでは書ききれませんが、やはりそれぞれの製品の特徴をよく知って選ぶことが大切です。

[No.24823] Re: 画素数についての質問です 投稿者：ででん 投稿日:2006/10/05(Thu) 16:45

≫ 初心ものさん
> たとえばYahooの辞書で調べると“デジタル画像を構成する単位である、色のついた「点」”とあります。ところがSigmaのFoveonの仕様説明では“約1406万画素 (2652×1768×3層)”という記載があります。（3CCDのビデオカメラでも各色何画素で合計何画素というような同じような説明があります）これでは、RGBのひとつが画素ということになります。

　まず、一般のＣＣＤ(またはCMOS)はひとつの画素はひとつの色しか認識出来ません。
正確には、画素は輝度しか認識出来ないのですが、カラーフィルターを通すことにより
ひとつの色として認識しています。これは現状、シグマのフォビオンを除くすべての撮
像素子に当てはまると思ってください。

　シグマが採用しているフォビオン素子は、シリコンが光の波長によって吸収層が異な
ることを利用し、３層にすることによって１画素でＲＧＢの３つを同時に取り込めるよ
うな工夫が施されています。将来性のある考え方の素子ですが、今のところフォビオン
しか実用化されていませんので、例外的な特殊な素子と言っても差し支えないでしょう。

> RGB３原色のデータで１画素と思っていましたが、これから推測すると1,000万画素のデジカメといっても実際はその3分の１の色のついた「点」となるのでしょうか。

一般的な原色フィルターで考えるとRGGBの３色４画素のベイヤ配列からフルカラーの画
像を作ります。例えば、1000万画素のデジカメの場合、Ｒ２５０万画素、Ｇ５００万画
素、Ｂ２５０万画素となります。現像では一種の補完処理を行いますので、結果1000万
画素のフルカラー映像を作ることが可能となります。

[No.24828] Re: 画素数についての質問です 投稿者：雅巳投稿日:2006/10/05(Thu) 19:15
URL：http://www013.upp.so-net.ne.jp/kmasa/

≫ 初心ものさん

http://web.canon.jp/technology/canon_tech/category/35mm.html

このビデオを見てください。雰囲気的に技術がわかるでしょう。

[No.24829] Re: 画素数についての質問です 投稿者：初心もの 投稿日:2006/10/05(Thu) 20:08

≫ 雅巳さん
皆様、いろいろご教授ありがとうございましす。
Wikipediaにも”ピクセルとはコンピュータで画像を扱うときの最小単位で、色情報（色調や階調）を持つ画素のこと”という説明があり、画素という単位には色情報が入っているということで、質問した次第です。
Canonの情報にも”約1670万もの高画素撮像素子”というくだりがありますが、素子（ハード）そのものの画素数（すなわち色情報を含んだ）が1670万あるようにも取れます。
むかし、FinePixでハニカム処理により実際の素子の画素数（？）より大きな表示をしていて、公正さが欠けるとのことで、その後変更されています。
なにか処理して映像素子自体の画素数と表示しているのは、別にだまされたとは思いませんが、ちょっとおかしな気もしないこともありません。
いずれにしましても、ご説明していただいたことは理解しました、RGBは1/3づつ等分だと思っていたり、まだまだ知識もありませんが、これからも研究していきます。

[No.24833] Re: 画素数についての質問です 投稿者：エスターク 投稿日:2006/10/05(Thu) 21:23

≫ 初心ものさん
> Wikipediaにも”ピクセルとはコンピュータで画像を扱うときの最小単位で、色情報（色調や階調）を持つ画素のこと”という説明があり、画素という単位には色情報が入っているということで、質問した次第です。

決して間違えているご理解ではないかと思いますが、いわゆるデータ入力装置で
議論される「画素」とはやや異なることがあります。

例えばデジタル用語事典で「画素」の意味を調べてみてください。
ここでは以下のアスキーデジタル用語辞典を参考にしてみましょう。
# http://yougo.ascii24.com/gh/59/005954.html

２つの意味が書かれていると思います。
このようにひとつの用語に２つの意味があるのは、珍しいことでないことは御存
知でしょう。普通の国語事典でもいくつもの意味が載っていることがあります。

１の意味で２を理解するのは困難かと思います。

[No.24835] Re: 画素数についての質問です 投稿者：ルイ投稿日:2006/10/05(Thu) 21:52

≫ 初心ものさん
> Canonの情報にも”約1670万もの高画素撮像素子”というくだりがありますが、素子（ハード）そのものの画素数（すなわち色情報を含んだ）が1670万あるようにも取れます。
> むかし、FinePixでハニカム処理により実際の素子の画素数（？）より大きな表示をしていて、公正さが欠けるとのことで、その後変更されています。

フジフイルムがリリースしたスーパーＣＣＤハニカムによる補間記録画素数をデジカメ
の画素数としてアピールしたことが原因で、その後JCIA(日本写真機工業会)が厳密に表
記のガイドラインを定めています。

そのガイドラインを調べて頂けると分かると思いますが、デジタルカメラの撮像素子に
おける定義がしっかりあり、とても細かなところまで指示してあります。それによると、
キヤノンの1670万画素の表記もシグマのフォビオン機の３倍表示も問題ありません。

既に一般的なコンピュータで言う「画素(ピクセル)」とは独立して新たに定義があると
考えても差し支えないかもしれません。

> なにか処理して映像素子自体の画素数と表示しているのは、別にだまされたとは思いませんが、ちょっとおかしな気もしないこともありません。

まずは2001年にリリースされた「デジタルカメラのカタログなど表記に関するガイドラ
イン」を十分理解する必要があるかもしれませんね。

[No.24836] Re: 画素数についての質問です 投稿者：デス投稿日:2006/10/05(Thu) 21:57

≫ 初心ものさん
エスタークさんのご説明と合わせて以下のサイトも参照されると理解しやすいかもしれません。
# http://www.bunny.co.jp/usagi/photo&web/imges3.html

[No.24832] Re: 画素数についての質問です 投稿者：m2n 投稿日:2006/10/05(Thu) 21:20

≫ 初心ものさん

> たとえばYahooの辞書で調べると“デジタル画像を構成する単位である、色のついた「点」”とあります。

この辞書がミスリーディングですね。

僕の感覚としては：

- pixmap / bitmap
デジタル二次元情報。多くは RGB を中心とした多値要素(pixel)で構成される。
モノクロの場合もある。1bit の場合を特に bitmap と呼ぶ。

といった感じです。

bitmap については Windows の BMP フォーマットを思い浮かべてしまうと、
感覚がおかしくなりますが「bitmap font」みたいなのが本来の使い方です。

「平面センサの画素」といった場合、普通は明度情報のみで色情報を持たない
ことはみなさんご指摘の通りです。

[No.24839] Re: 画素数についての質問です 投稿者：初心もの 投稿日:2006/10/06(Fri) 09:12

≫ m2n さん
画素には２つの意味があること、よくわかりました。
CCDのような映像素子の場合は、ひとつの素子が１画素と表現されるのですね。
1000万画素のカメラは、R250万、G500万、B250万の素子があり、演算処理をして、1000万の色つきの画素数として出力されていること理解しました。
これで、すっきりしました。
皆様ありがとうございました。

[No.24841] Re: 画素数についての質問です 投稿者：m2n 投稿日:2006/10/06(Fri) 12:52

≫ 初心ものさん
> 画素には２つの意味があること、よくわかりました。

抽象的な言葉なので、コンテキストによって違うというだけのことなんですが、
アスキー用語事典の方も少しおかしいですね。

「色と位置を決めるデータ」と書かれていますが、ピクセルに位置情報はありませんし、
CCD≠平面センサです。(「位置によって色を決めるデータ」とでもいうべき)

Wiki の pixel のエントリはちゃんとした説明をしていると思います。

http://en.wikipedia.org/wiki/Pixel
> A pixel ...
:
> The definition is highly context sensitive; for example, we can speak of
> printed pixels in a page, or pixels carried by electronic signals, or
> represented by digital values, or pixels on a display device, or pixels in a
> digital camera (photosensor elements).

ついでに年寄りの暇潰しには、Foveon Inc の Richard F. Lyon 作
「A Breaf History of Pixel」がおすすめです。
http://www.foveon.com/files/ABriefHistoryofPixel2.pdf

[No.24850] モノクロ専用 投稿者：モノクロウ 投稿日:2006/10/06(Fri) 21:16

≫ 初心ものさん
思いつきなんですが、
モノクロ専用のセンサのカメラを作れば、
真に１０Ｍの実力を発揮できるのではないかと・・・
カラーフィルタもローパスも無しで。。。

[No.24854] Re: モノクロ専用 投稿者：タモン 投稿日:2006/10/07(Sat) 02:41

≫ モノクロウさん
> 思いつきなんですが、
> モノクロ専用のセンサのカメラを作れば、
> 真に１０Ｍの実力を発揮できるのではないかと・・・
> カラーフィルタもローパスも無しで。。。

可能です。

さらに、カメラをガッチリした三脚に固定して、RGBそれぞれのカラーフィルターをレンズに装着して３枚の画像を撮影・合成すれば、ちゃんとカラー画像にもなります。もちろん、動かない被写体専用ですが。
確か、そういう業務用のデジタルカメラがあったような気がします。