Читать «Архитектура компьютера» онлайн - страница 131

/ Диафрагма

Матрица устройства CCD

Каждое устройство CCD, независимо от падающего на него света, на выходе генерирует единственное значение. Для формирования цветных изображений устройства CCD объединяются в группы из четырех элементов. Поверх группы размещается фильтр Байера (Bayer filter), который делает одно устройство CCD чувствительным к красному цвету, другое — к синему, а два оставшихся — к зеленому. Наличие двух зеленых элементов объясняется двумя факторами: во-первых, это удобнее, а во-вторых, человеческий глаз воспринимает зеленый цвет лучше, чем синий и красный. Если производитель цифровой камеры заявляет, что ее разрешение равно 6 млн пикселов, знайте — это неправда. В ней 6 млн устройств CCD, которые в совокупности формируют 1,5 млн пикселов. При таком разрешении изображение считывается в виде матрицы 2828 X 2121 (в недорогих камерах) или 3000 X 2000 (в однообъективных зеркальных фотоаппаратах) пикселов. Дополнительные пикселы генерируются путем программной интерполяции.

При нажатии кнопки открытия затвора объектива программное обеспечение камеры выполняет три операции: устанавливает фокус, определяет экспозицию и проводит балансировку белого. Автоматическая фокусировка осуществляется путем анализа высокочастотных данных изображения и выдвижения объектива на предельную позицию в целях максимальной детализации. При определении экспозиции сначала вычисляется интенсивность света, падающего на CCD, после диафрагма и выдержка корректируются таким образом, чтобы полученное

значение интенсивности пришлось на середину диапазона CCD. Балансировка белого сводится к измерению спектра падающего света с целью последующей цветокоррекции.

Далее изображение считывается с CCD и сохраняется в виде матрицы пикселов во встроенной оперативной памяти камеры. Профессиональные однообъективные зеркальные фотоаппараты, с которыми работают фотокорреспонденты, могут в течение пяти секунд снимать по восемь кадров с высоким разрешением в секунду; при этом объем встроенной оперативной памяти, в которой изображения размещаются перед последующей обработкой и постоянным хранением, составляет около 1 Гбайт. В недорогих камерах оперативной памяти меньше, но все равно вполне достаточно.

После создания снимка программное обеспечение проводит цветокоррекцию на основе баланса белого, тем самым нейтрализуя избыток красного или синего света (что имеет место, например, при фотографировании объекта, находящегося в тени, а также при использовании вспышки). Затем выполняются алгоритмы шумоподавления и корректировки дефектных устройств CCD. После этого (если соответствующая функция включена) производится попытка повысить резкость изображения — выполняется поиск краев и увеличение интенсивности градиента вокруг них.

Наконец, изображение сжимается с целью уменьшения объема занимаемой им памяти. Самый распространенный формат, применяемый для этих целей, — JPEG ( Joint Photographic Experts Group — объединенная группа экспертов в области фотографии). Он предусматривает двухмерное пространственное преобразование Фурье и удаление высокочастотных составляющих. Конечное изображение оказывается весьма компактным, но мелкие детали утрачиваются.