25/09/04ဒစ်ဂျစ်တယ်ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းတွင်၊ မြင့်မားသော resolution သည် ပိုမိုကောင်းမွန်သောရုပ်ပုံများကို အလိုအလျောက်ဟု ယူဆရန် လွယ်ကူသည်။ ကင်မရာထုတ်လုပ်သူများသည် megapixel အရေအတွက်များပေါ်မူတည်၍ စနစ်များကို မကြာခဏစျေးကွက်တင်လေ့ရှိပြီး မှန်ဘီလူးထုတ်လုပ်သူများသည် ပါဝါနှင့် ပြတ်သားမှုကို ဖြေရှင်းနိုင်ကြောင်း မီးမောင်းထိုးပြကြသည်။ သို့သော် လက်တွေ့တွင်၊ ရုပ်ပုံအရည်အသွေးသည် မှန်ဘီလူး၏ သတ်မှတ်ချက်များ သို့မဟုတ် အာရုံခံကိရိယာတစ်ခုချင်းစီပေါ်တွင်သာမက ၎င်းတို့ မည်မျှလိုက်ဖက်မှုရှိသည်ကိုလည်း မူတည်သည်။
ဤနေရာတွင် Nyquist နမူနာယူခြင်း စတင်လာသည်။ မူလက အချက်ပြလုပ်ဆောင်ခြင်းမှ နိယာမဖြစ်ပြီး Nyquist ၏ စံသတ်မှတ်ချက်သည် အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို တိကျစွာဖမ်းယူရန်အတွက် သီအိုရီဘောင်ကို သတ်မှတ်ပေးသည်။ ပုံရိပ်ဖော်ရာတွင်၊ မှန်ဘီလူးမှပေးပို့သော optical resolution နှင့် ကင်မရာ၏အာရုံခံကိရိယာ၏ ဒစ်ဂျစ်တယ်ကြည်လင်ပြတ်သားမှုတို့သည် ဟန်ချက်ညီညီ လုပ်ဆောင်ကြောင်း သေချာစေသည်။
ဤဆောင်းပါးသည် ပုံရိပ်ဖော်ခြင်း၏အကြောင်းအရာတွင် Nyquist နမူနာကို ထုပ်ပိုးထားပြီး၊ optical နှင့် camera resolution အကြား ချိန်ခွင်လျှာကို ရှင်းပြထားပြီး ဓာတ်ပုံပညာမှ သိပ္ပံနည်းကျပုံရိပ်အထိ လက်တွေ့ကျသော လမ်းညွှန်ချက်များကို ပေးဆောင်သည်။
Nyquist Sampling ဆိုတာ ဘာလဲ
ပုံ 1- Nyquist နမူနာနမူနာ သီအိုရီ
ထိပ်တန်း-sinusoidal signal (စိမ်းပြာရောင်) ကို အမှတ်များစွာဖြင့် တိုင်းတာသည်၊ သို့မဟုတ် နမူနာယူသည်။ မီးခိုးရောင် ရှည်လျားသော မျဉ်းကြောင်းများသည် sinusoidal signal ၏ စက်ဝိုင်းတစ်ခုလျှင် တိုင်းတာမှု 1 ခုကို ကိုယ်စားပြုပြီး signal peaks များကိုသာ ဖမ်းယူကာ signal ၏ စစ်မှန်သော သဘောသဘာဝကို လုံးဝဖုံးကွယ်ထားသည်။ အနီရောင် သပ်သပ်ရပ်ရပ် မျဉ်းကွေးသည် နမူနာတစ်ခုလျှင် 1.1 အတိုင်းအတာဖြင့် ဖမ်းယူနိုင်ပြီး sinusoid တစ်ခုကို ထုတ်ဖော်သော်လည်း ၎င်း၏ ကြိမ်နှုန်းကို လွဲမှားစွာ ကိုယ်စားပြုပါသည်။ ၎င်းသည် Moiré ပုံစံနှင့် ဆင်တူသည်။
အောက်ခြေ-သံသရာတစ်ခုလျှင်နမူနာ 2 ခု (ခရမ်းရောင်အစက်အပြောက်မျဉ်း) ကိုယူသောအခါမှသာ signal ၏စစ်မှန်သောသဘောသဘာဝကိုစတင်ဖမ်းယူနိုင်မည်ဖြစ်သည်။
Nyquist နမူနာသီအိုရီသည် အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်း၊ အသံပိုင်းဆိုင်ရာလုပ်ဆောင်မှု၊ ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းနှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် အချက်ပြလုပ်ဆောင်ခြင်းဆိုင်ရာ ဘုံနိယာမတစ်ခုဖြစ်သည်။ အချက်ပြတစ်ခုတွင် ပေးထားသည့် ကြိမ်နှုန်းကို ပြန်လည်တည်ဆောက်ရန်၊ ပုံ 1 တွင်ပြထားသည့် အဆိုပါကြိမ်နှုန်းကို အနည်းဆုံး နှစ်ကြိမ်ပြုလုပ်ရမည်ဟု သီအိုရီက ရှင်းလင်းထားသည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏အလင်းပြကွက်တွင်၊ ဆိုလိုသည်မှာ ကျွန်ုပ်တို့၏အရာဝတ္ထုအာကာသ pixel အရွယ်အစားသည် ကျွန်ုပ်တို့ဖမ်းယူရန်ကြိုးစားနေသည့် အသေးငယ်ဆုံးအသေးစိတ်တစ်ဝက်ဖြစ်ရမည် သို့မဟုတ် အဏုကြည့်မှန်ပြောင်း၏ ထက်ဝက်ခန့်သာရှိရမည်ဖြစ်သည်။
ပုံ 2- စတုရန်းပစ်ဇယ်များဖြင့် Nyquist နမူနာယူခြင်း- တိမ်းညွှတ်မှု အရေးကြီးသည်။
စတုရန်းပစ်ဇယ်ဂရစ်ပါရှိသော ကင်မရာကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် Nyquist သီအိုရီ၏ 2x နမူနာအချက်သည် pixel grid နှင့် လုံးဝလိုက်လျောညီထွေရှိသော အသေးစိတ်အချက်အလက်များကိုသာ တိကျစွာဖမ်းယူနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ pixel grid ထောင့်တစ်ခုမှ အဆောက်အဦများကို ဖြေရှင်းရန် ကြိုးစားပါက၊ ထိရောက်သော pixel အရွယ်အစားသည် ပိုကြီးပြီး၊ ထောင့်ဖြတ်တွင် √2 ဆအထိ ပိုကြီးသည်။ ထို့ကြောင့် 45o တွင်အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို pixel grid သို့ဖမ်းယူရန် လိုချင်သော spatial frequency ၏နမူနာနှုန်း 2√2 ဆ ဖြစ်ရပါမည်။
ဤအကြောင်းအရင်းကို ပုံ (၂) (အပေါ်ပိုင်း) တွင် ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းဖြင့် ထင်ရှားပါသည်။ Pixel အရွယ်အစားကို အနီးနားရှိ အမှတ်ရင်းမြစ်နှစ်ခု၏ အထွတ်အထိပ်သို့ ပေးဆောင်ကာ ၎င်းတို့၏ ကိုယ်ပိုင် pixel တစ်ခုစီကို ဖြေရှင်းရန် ကြိုးစားနေသည့် အသေးစိတ်အချက်အလတ်များကို pixel အရွယ်အစားကို အလင်းအမှောင်အဖြစ် သတ်မှတ်ထားသည်ဟု မြင်ယောင်ကြည့်ပါ။ ၎င်းတို့ကို သီးခြားစီ တွေ့ရှိခဲ့သော်လည်း၊ ၎င်းတို့သည် သီးခြားအထွတ်အထိပ်နှစ်ခုဖြစ်ကြောင်း ရလဒ်တိုင်းတာမှုများတွင် အရိပ်အယောင်မရှိသော်လည်း၊ ကျွန်ုပ်တို့၏ "ဖြေရှင်းခြင်း" ၏ အဓိပ္ပါယ်ဖွင့်ဆိုချက်သည် တစ်ဖန် ပြည့်မီခြင်းမရှိပေ။ အချက်ပြ၏အကွက်ကိုဖမ်းယူရန် အကြားရှိ pixel တစ်ခုလိုအပ်သည်။ အရာဝတ္ထု space pixel အရွယ်အစားကို ထက်ဝက်လျှော့ချခြင်း ဆိုလိုသည်မှာ spatial sampling rate ကို အနည်းဆုံး နှစ်ဆတိုးခြင်းဖြင့် ၎င်းကို ရရှိနိုင်သည်။
Optical Resolution နှင့် Camera Resolution
Nyquist sampling သည် ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းတွင် မည်သို့အလုပ်လုပ်သည်ကို နားလည်ရန်၊ Resolution အမျိုးအစားနှစ်ခုအကြား ခွဲခြားရန် လိုအပ်သည်-
● Optical Resolution- မှန်ဘီလူးဖြင့် သတ်မှတ်သည်၊ အလင်းပြတ်သားမှုသည် ၎င်း၏အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို ပြန်လည်ထုတ်လုပ်နိုင်စွမ်းကို ရည်ညွှန်းသည်။ မှန်ဘီလူးအရည်အသွေး၊ အလင်းဝင်ပေါက်နှင့် ကွဲပြားမှုကဲ့သို့သော အကြောင်းရင်းများသည် ဤကန့်သတ်ချက်ကို သတ်မှတ်ပေးသည်။ ကွဲပြားသော spatial frequencies တွင် မှန်ဘီလူးတစ်ခု ခြားနားမှုကို မည်မျှ ကောင်းမွန်စွာ ထုတ်လွှင့်သည်ကို တိုင်းတာရန် Modulation Transfer Function (MTF) ကို မကြာခဏ အသုံးပြုပါသည်။
● ကင်မရာ၏ ကြည်လင်ပြတ်သားမှု- အာရုံခံကိရိယာဖြင့် သတ်မှတ်သည်၊ ကင်မရာ၏ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုသည် pixel အရွယ်အစား၊ pixel pitch နှင့် အလုံးစုံအာရုံခံကိရိယာအတိုင်းအတာများပေါ်တွင် မူတည်သည်။ pixel pitch သည် aCMOS ကင်မရာအာရုံခံကိရိယာမှ ဖမ်းယူနိုင်သည့် အများဆုံးအသေးစိတ်အချက်ကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည့် ၎င်း၏ Nyquist ကြိမ်နှုန်းကို တိုက်ရိုက်သတ်မှတ်သည်။
ဒီနှစ်ခု မညီညွတ်ရင် ပြဿနာပေါ်လာမယ်။ အာရုံခံကိရိယာ၏ ဖြေရှင်းနိုင်စွမ်းအားထက် ကျော်လွန်သော မှန်ဘီလူးသည် အာရုံခံကိရိယာ၏ အသေးစိတ်အချက်အလက်များအားလုံးကို ဖမ်းယူနိုင်စွမ်းမရှိသောကြောင့် ထိရောက်စွာ "အလဟဿ" ဖြစ်သွားသည်။ အပြန်အလှန်အားဖြင့်၊ အရည်အသွေးနိမ့်မှန်ဘီလူးနှင့် တွဲဖက်ထားသော အရည်အသွေးမြင့် အာရုံခံကိရိယာသည် megapixels ပိုများသော်လည်း မတိုးတက်သည့်ပုံများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။
Optical နှင့် Camera Resolution ကို ချိန်ညှိနည်း
optics နှင့် sensors များကို ဟန်ချက်ညီညီ ချိန်ညှိခြင်းဆိုသည်မှာ မှန်ဘီလူး၏ optical cutoff frequency နှင့် sensor ၏ Nyquist frequency ကို ဆိုလိုသည်။
● ကင်မရာအာရုံခံကိရိယာ၏ Nyquist ကြိမ်နှုန်းကို 1 / (2 × pixel pitch) အဖြစ် တွက်ချက်သည်။ ၎င်းသည် အမည်မဖော်ဘဲ အာရုံခံကိရိယာမှ နမူနာယူနိုင်သော အမြင့်ဆုံး spatial frequency ကို သတ်မှတ်သည်။
● optical cutoff frequency သည် မှန်ဘီလူးသွင်ပြင်လက္ခဏာများနှင့် diffraction ပေါ်တွင်မူတည်သည်။
အကောင်းဆုံးရလဒ်များအတွက်၊ အာရုံခံကိရိယာ၏ Nyquist ကြိမ်နှုန်းသည် မှန်ဘီလူး၏ ဖြေရှင်းနိုင်စွမ်းနှင့် ချိန်ညှိခြင်း သို့မဟုတ် အနည်းငယ်ကျော်လွန်သင့်သည်။ လက်တွေ့တွင်၊ လက်မ၏ စည်းမျဉ်းသည် pixel pitch သည် မှန်ဘီလူး၏ အသေးငယ်ဆုံး ဖြေရှင်းနိုင်သော လုပ်ဆောင်ချက်အရွယ်အစား ထက်ဝက်ခန့်ဖြစ်ကြောင်း သေချာစေရန်ဖြစ်သည်။
ဥပမာအားဖြင့်၊ မှန်ဘီလူးတစ်ခုသည် အသေးစိတ်အချက်အလက်များကို 4 မိုက်ခရိုမီတာအထိ ဖြေရှင်းနိုင်ပါက၊ pixel အရွယ်အစား ~ 2 မိုက်ခရိုမီတာရှိသော အာရုံခံကိရိယာသည် စနစ်အား ကောင်းမွန်စွာချိန်ညှိပေးမည်ဖြစ်သည်။
Nyquist သည် Camera Resolution နှင့် Square Pixels များ၏ Challenge နှင့် လိုက်ဖက်သည်။
အရာဝတ္ထုနေရာလွတ် pixel အရွယ်အစားကို လျှော့ချခြင်းဖြင့် အပေးအယူသည် အလင်းစုဆောင်းနိုင်စွမ်း ကျဆင်းသွားခြင်း ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် ကြည်လင်ပြတ်သားမှု လိုအပ်မှုနှင့် အလင်းစုဆောင်းမှုအတွက် ဟန်ချက်ညီရန် အရေးကြီးပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ပိုကြီးသော အရာဝတ္တု အာကာသ ပစ်ဇယ် အရွယ်အစားများသည် ပုံရိပ်ဖော်မှု အကြောင်းအရာ၏ မြင်ကွင်းပိုကျယ်သော နယ်ပယ်ကို ညွှန်ပြတတ်သည်။ ကောင်းမွန်သော ကြည်လင်ပြတ်သားမှု လိုအပ်သည့် အပလီကေးရှင်းများအတွက်၊ 'လက်မ၏ စည်းမျဉ်း' အကောင်းမွန်ဆုံး ချိန်ခွင်လျှာကို အောက်ပါအတိုင်း ရိုက်ပြသည်ဟု ဆိုသည်- Nyquist အတွက် အချက်အချို့ဖြင့် မြှောက်လိုက်သောအခါ အရာဝတ္ထု space pixel အရွယ်အစားသည် အလင်းအမှောင်နှင့် တူညီသင့်သည်။ ဤပမာဏကို Camera Resolution ဟုခေါ်သည်။
ကင်မရာ၏ ထိရောက်သောနမူနာပုံထွက်နှုန်းသည် မှန်ဘီလူး၏ အလင်းပြကြည်လင်ပြတ်သားမှုကန့်သတ်ချက်နှင့် ကိုက်ညီကြောင်း သေချာစေရန်အတွက် optics နှင့် အာရုံခံကိရိယာများကို ဟန်ချက်ညီစွာ ချိန်ညှိပေးပါသည်။ စနစ်တစ်ခုအား "Nyquist နှင့်ကိုက်ညီသည်" ဟုပြောသည်-
ကင်မရာ ကြည်လင်ပြတ်သား = Optical resolution
ကင်မရာ၏ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုကို ပေးသည့်နေရာတွင်-
Nyquist အတွက် မကြာခဏ အကြံပြုပေးရမည့် အချက်မှာ 2.3 မဟုတ်ဘဲ 2 ဖြစ်သည်။ ယင်းအတွက် အကြောင်းရင်းမှာ အောက်ပါအတိုင်း ဖြစ်သည်။
ကင်မရာပစ်ဆယ်များသည် (ပုံမှန်အားဖြင့်) စတုရန်းဖြစ်ပြီး 2-D ဇယားကွက်တွင် စီစဉ်ပေးသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်ညီမျှခြင်းတွင် အသုံးပြုရန်အတွက် သတ်မှတ်ထားသည့် pixel အရွယ်အစားသည် ဤဇယားကွက်၏ axes တစ်လျှောက်ရှိ pixels များ၏ အကျယ်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ 90° ၏ ပြီးပြည့်စုံသော ကိန်းဂဏန်းမှလွဲ၍ မည်သည့်ထောင့်တွင်မဆို လိမ်လည်ဖြေရှင်းရန် ကျွန်ုပ်တို့ကြိုးစားနေပါက၊ ထိရောက်သော pixel အရွယ်အစားသည် √2 ≈ 45° တွင် pixel အရွယ်အစား 1.41 ဆအထိ ပိုကြီးမည်ဖြစ်ပါသည်။ ဒါကို ပုံ (၂) မှာ ပြထားပါတယ်။
ထို့ကြောင့် ဦးတည်ချက်အားလုံးရှိ Nyquist စံသတ်မှတ်ချက်အရ အကြံပြုထားသောအချက်သည် 2√2 ≈ 2.82 ဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုနှင့် အလင်းစုဆောင်းမှုကြားတွင် ယခင်ကဖော်ပြထားသော အပေးအယူကြောင့်၊ အပေးအယူတန်ဖိုး 2.3 ကို လက်မ၏စည်းမျဉ်းအဖြစ် အကြံပြုထားသည်။
ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းတွင် Nyquist Sampling ၏အခန်းကဏ္ဍ
Nyquist နမူနာသည် ရုပ်ပုံ သစ္စာစောင့်သိမှု၏ တံခါးပေါက်ဖြစ်သည်။ နမူနာနှုန်းသည် Nyquist ကန့်သတ်ချက်အောက် ကျဆင်းသွားသောအခါ၊
● အောက်ပုံနမူနာ → အတုအယောင်ဖြစ်စေသည်- မှားယွင်းသောအသေးစိတ်အချက်အလက်များ၊ အထွတ်အထိပ်များ၊ သို့မဟုတ် moiré ပုံစံများ။
● Oversampling → Optics မှပေးပို့နိုင်သည်ထက် ဒေတာပိုမိုဖမ်းယူနိုင်ပြီး၊ ရလဒ်များကို လျော့နည်းသွားစေသည်- ပိုကြီးသောဖိုင်များနှင့် မြင်သာသောတိုးတက်မှုများမရှိဘဲ ပိုမိုမြင့်မားသောလုပ်ဆောင်မှုတောင်းဆိုမှုများ။
မှန်ကန်သောနမူနာသည် ပုံများသည် ပြတ်သားပြီး လက်တွေ့တွင် အစစ်အမှန်ဖြစ်ကြောင်း သေချာစေသည်။ ၎င်းသည် တစ်ဖက်တွင် အလဟသ ပြတ်သားမှုကို ရှောင်ရှားခြင်း သို့မဟုတ် အခြားတစ်ဖက်တွင် အထင်အမြင်လွဲမှားစေသော အရာများကို ရှောင်ရှားခြင်းဖြင့် အလင်းထည့်သွင်းခြင်းနှင့် ဒစ်ဂျစ်တယ် ဖမ်းယူမှုအကြား ဟန်ချက်ညီစေပါသည်။
လက်တွေ့အသုံးချမှုများ
Nyquist sampling သည် သီအိုရီမျှသာမဟုတ် - ၎င်းတွင် ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းဆိုင်ရာ ပညာရပ်များတွင် အရေးကြီးသော အသုံးချမှုများ ပါရှိသည်။
● အဏုကြည့်မှန်ပြောင်း-သုတေသီများသည် ရည်ရွယ်ချက်မှန်ဘီလူးဖြင့် ဖြေရှင်းနိုင်သော အသေးငယ်ဆုံးအသေးစိတ်နှစ်ဆကို နမူနာယူသည့် အာရုံခံကိရိယာများကို ရွေးချယ်ရမည်ဖြစ်သည်။ မှန်ကန်စွာရွေးချယ်ခြင်း။မိုက်ခရိုစကုပ်ကင်မရာpixel အရွယ်အစားသည် အဏုစကုပ်ရည်ရွယ်ချက်၏ Diffraction-limited resolution နှင့် ချိန်ညှိရမည်ဖြစ်သောကြောင့် အရေးကြီးပါသည်။ ခေတ်မီဓာတ်ခွဲခန်းများကို မကြာခဏ နှစ်သက်သည်။sCMOS ကင်မရာများစွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော ဇီဝရုပ်ပုံများအတွက် အာရုံခံနိုင်စွမ်း၊ ဒိုင်နမစ်အကွာအဝေးနှင့် ကောင်းမွန်သော pixel ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံများကို ပေးဆောင်သည်။
● ဓာတ်ပုံ-အညီအမျှ အသေးစိပ်အသေးစိတ်များကို မဖြေရှင်းနိုင်သော မှန်ဘီလူးများနှင့် မီဂါပစ်ဇယ်မြင့် အာရုံခံကိရိယာများကို တွဲချိတ်ခြင်းဖြင့် ပြတ်သားမှု အားနည်းသွားတတ်သည်။ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုကို အလဟသမဖြစ်စေရန် ပရော်ဖက်ရှင်နယ် ဓာတ်ပုံဆရာများသည် မှန်ဘီလူးများနှင့် ကင်မရာများကို ဟန်ချက်ညီအောင် ချိန်ညှိပေးသည်။
● ဓာတ်ပုံ-အညီအမျှ အသေးစိပ်အသေးစိတ်များကို မဖြေရှင်းနိုင်သော မှန်ဘီလူးများနှင့် မီဂါပစ်ဇယ်မြင့် အာရုံခံကိရိယာများကို တွဲချိတ်ခြင်းဖြင့် ပြတ်သားမှု အားနည်းသွားတတ်သည်။ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုကို အလဟသမဖြစ်စေရန် ပရော်ဖက်ရှင်နယ် ဓာတ်ပုံဆရာများသည် မှန်ဘီလူးများနှင့် ကင်မရာများကို ဟန်ချက်ညီအောင် ချိန်ညှိပေးသည်။
● စက်အမြင် &သိပ္ပံကင်မရာများအရည်အသွေးထိန်းချုပ်မှုနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းစစ်ဆေးခြင်းတွင်၊ နမူနာယူမှုနည်းပါးခြင်းကြောင့် သေးငယ်သောအင်္ဂါရပ်များ လွဲမှားနေခြင်းသည် ချို့ယွင်းနေသော အစိတ်အပိုင်းများကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခြင်းမရှိဘဲ ဖြစ်နိုင်သည်။ Oversampling ကို ဒစ်ဂျစ်တယ် ဇူးမ်ချဲ့ခြင်း သို့မဟုတ် ပိုမိုကောင်းမွန်အောင် လုပ်ဆောင်ခြင်းအတွက် တမင်တကာ အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။
Nyquist ကို ဘယ်အချိန်မှာ ယှဉ်ရမလဲ- Oversampling နှင့် Undersampling
Nyquist နမူနာသည် စံပြချိန်ခွင်လျှာကို ကိုယ်စားပြုသည်၊ သို့သော် လက်တွေ့တွင်၊ ပုံရိပ်ဖော်စနစ်များသည် အပလီကေးရှင်းပေါ်တွင်မူတည်၍ ရည်ရွယ်ချက်ရှိရှိ နမူနာယူ သို့မဟုတ် နမူနာယူနိုင်ပါသည်။
Undersampling ဆိုတာဘာလဲ
အသေးငယ်ဆုံးအသေးစိတ်အသေးစိတ်များကိုဖြေရှင်းခြင်းထက် sensitivity သည် ပိုအရေးကြီးသည့်အပလီကေးရှင်းများတွင်၊ Nyquist လိုအပ်ချက်များထက်ကြီးသော အရာဝတ္ထု space pixel အရွယ်အစားကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် အလင်းစုဆောင်းမှုဆိုင်ရာ အကျိုးကျေးဇူးများစွာရရှိစေနိုင်သည်။ ဒါကို undersampling လို့ခေါ်တယ်။
ဤအရာသည် ကောင်းမွန်သောအသေးစိတ်အချက်အလက်များကို စွန့်စားသော်လည်း အကျိုးကျေးဇူးရှိနိုင်သည်-
● အာရုံခံနိုင်စွမ်းသည် အရေးကြီးသည်- ပိုကြီးသော ပစ်ဇယ်များသည် အလင်းပိုမိုစုဆောင်းကာ အလင်းရောင်နည်းသောပုံရိပ်တွင် signal-to-noise အချိုးကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။
● မြန်နှုန်းသည် အရေးကြီးသည်- ပစ်ဇယ်ပိုနည်းသည် ဖတ်ရန်အချိန်ကို လျှော့ချစေပြီး ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ရယူနိုင်သည်။
● ဒေတာထိရောက်မှု လိုအပ်သည်- သေးငယ်သော ဖိုင်အရွယ်အစားများသည် bandwidth-limited စနစ်များတွင် ပိုကောင်းသည်။
ဥပမာ- ကယ်လစီယမ် သို့မဟုတ် ဗို့အားပုံရိပ်ဖော်ခြင်းတွင်၊ အချက်ပြမှုများကို စိတ်ဝင်စားသည့်ဒေသများထက် ပျမ်းမျှအားဖြင့် မကြာခဏ တွက်ချက်ထားသောကြောင့် နမူနာပုံစံငယ်သည် သိပ္ပံနည်းကျရလဒ်ကို မထိခိုက်စေဘဲ အလင်းစုဆောင်းမှုကို တိုးတက်စေသည်။
Oversampling ဆိုတာဘာလဲ
အပြန်အလှန်အားဖြင့်၊ ကောင်းမွန်သောအသေးစိတ်အချက်အလက်များကိုဖြေရှင်းရန် အဓိကသော့ချက်ဖြစ်သည့် အပလီကေးရှင်းများစွာ၊ သို့မဟုတ် ခြားနားမှုကန့်သတ်ချက်ထက်ကျော်လွန်သည့်နောက်ထပ်အချက်အလက်များကိုပြန်လည်ရယူရန်နောက်ထပ်ရယူမှုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုနည်းလမ်းများကိုအသုံးပြုသည့်အက်ပ်လီကေးရှင်းများသည် Nyquist တောင်းဆိုချက်များထက်ပိုမိုသေးငယ်သောပုံရိပ်ဖော်ပစ်ဇယ်များလိုအပ်သည်။
၎င်းသည် စစ်မှန်သော optical resolution ကို မတိုးမြှင့်သော်လည်း၊ ၎င်းသည် အားသာချက်များကို ပေးစွမ်းနိုင်သည်-
● အရည်အသွေးလျော့နည်းသော ဒစ်ဂျစ်တယ်ချုံ့ချဲ့မှုကို ဖွင့်ပါ။
● လုပ်ဆောင်ပြီးနောက် လုပ်ဆောင်ခြင်း (ဥပမာ၊ ဖယ်ထုတ်ခြင်း၊ နှိမ့်ချခြင်း၊ အထူးကြည်လင်ပြတ်သားမှု) ကို တိုးတက်စေသည်။
● နောက်ပိုင်းတွင် ပုံများကို နမူနာအဖြစ် နှိမ့်ချသည့်အခါ မြင်နိုင်သော နံမည်ကို လျှော့ချပေးသည်။
ဥပမာ- အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းတွင်၊ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုမြင့်မားသော sCMOS ကင်မရာသည် ဆဲလ်လူလာတည်ဆောက်ပုံများကို နမူနာယူနိုင်သည်၊ သို့မှသာ တွက်ချက်မှုဆိုင်ရာ အယ်လဂိုရီသမ်များက ကွဲပြားသောအသေးစိတ်အချက်အလက်များကို ကန့်သတ်ချက်ထက်ကျော်လွန်၍ ထုတ်ယူနိုင်သည်။
အဖြစ်များသော အထင်အမြင်လွဲမှားမှုများ
1၊ Megapixels ပိုများသည် အမြဲတမ်း ပိုမိုပြတ်သားသော ပုံများကို ဆိုလိုသည်။
မမှန်ပါ။ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုသည် မှန်ဘီလူး၏ ဖြေရှင်းနိုင်စွမ်းနှင့် အာရုံခံကိရိယာနမူနာများ သင့်လျော်မှုရှိမရှိအပေါ် မူတည်သည်။
2၊ မည်သည့်မှန်ဘီလူးမဆို Resolution မြင့်သည့်အာရုံခံကိရိယာနှင့် ကောင်းမွန်စွာအလုပ်လုပ်ပါသည်။
မှန်ဘီလူးရုပ်ထွက်နှင့် pixel pitch အကြား ညံ့ဖျင်းသောယှဉ်တွဲမှုသည် စွမ်းဆောင်ရည်ကို ကန့်သတ်မည်ဖြစ်သည်။
3၊ Nyquist နမူနာသည် ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းမဟုတ်ဘဲ အချက်ပြလုပ်ဆောင်ခြင်းတွင်သာ သက်ဆိုင်ပါသည်။
ဆန့်ကျင်ဘက်အနေနှင့်၊ ဒစ်ဂျစ်တယ်ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းသည် အခြေခံအားဖြင့် နမူနာယူခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်ပြီး Nyquist သည် အသံ သို့မဟုတ် ဆက်သွယ်ရေးတွင်ကဲ့သို့ ဤနေရာတွင် သက်ဆိုင်ပါသည်။
နိဂုံး
Nyquist sampling သည် သင်္ချာဆိုင်ရာ abstraction တစ်ခုထက်ပိုသည် — ၎င်းသည် အလင်းနှင့် ဒစ်ဂျစ်တယ် ကြည်လင်ပြတ်သားမှုကို အတူတူလုပ်ဆောင်ရန် သေချာစေသည့် နိယာမဖြစ်သည်။ အာရုံခံကိရိယာများ၏ နမူနာစွမ်းရည်များနှင့် မှန်ဘီလူးများ၏ ဖြေရှင်းနိုင်စွမ်းကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့်၊ ပုံရိပ်ဖော်စနစ်များသည် ရှေးဟောင်းပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် အလဟသ စွမ်းရည်မရှိဘဲ အမြင့်ဆုံးကြည်လင်ပြတ်သားမှုကို ရရှိစေသည်။
အဏုစကုပ်၊ နက္ခတ္တဗေဒ၊ ဓာတ်ပုံပညာနှင့် စက်ရူပါရုံစသည့် နယ်ပယ်အသီးသီးရှိ ကျွမ်းကျင်ပညာရှင်များအတွက်၊ Nyquist နမူနာကို နားလည်ခြင်းသည် ယုံကြည်စိတ်ချရသော ရလဒ်များကို ပေးဆောင်သည့် ပုံရိပ်ဖော်စနစ်များကို ဒီဇိုင်းဆွဲခြင်း သို့မဟုတ် ရွေးချယ်ခြင်းအတွက် အဓိကသော့ချက်ဖြစ်သည်။ အဆုံးစွန်အားဖြင့်၊ ရုပ်ပုံအရည်အသွေးသည် သတ်မှတ်ချက်တစ်ခုသို့ လွန်ကဲစွာ တွန်းပို့ခြင်းမှမဟုတ်ဘဲ ဟန်ချက်ညီမှုရရှိခြင်းမှလာသည်။
အမေးအဖြေများ
ကင်မရာတစ်ခုတွင် Nyquist နမူနာယူခြင်းကို မကျေနပ်ပါက မည်သို့ဖြစ်မည်နည်း။
နမူနာနှုန်းသည် Nyquist ကန့်သတ်ချက်အောက် ကျဆင်းသောအခါ၊ အာရုံခံကိရိယာသည် ကောင်းမွန်သောအသေးစိတ်အချက်အလက်များကို မှန်ကန်စွာကိုယ်စားပြုနိုင်မည်မဟုတ်ပေ။ ၎င်းသည် အထွတ်အထိပ်များ၊ moiré ပုံစံများ သို့မဟုတ် မြင်ကွင်းအစစ်အမှန်တွင် မရှိသည့် အတုအယောင်များအဖြစ် အသွင်အပြင်များအဖြစ် အလွဲသုံးခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။
pixel အရွယ်အစားသည် Nyquist နမူနာယူခြင်းကို မည်သို့အကျိုးသက်ရောက်သနည်း။
သေးငယ်သော ပစ်ဇယ်များသည် Nyquist ကြိမ်နှုန်းကို တိုးမြင့်စေပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ အာရုံခံကိရိယာသည် သီအိုရီအရ ပိုမိုအသေးစိတ်အသေးစိတ်များကို ဖြေရှင်းပေးနိုင်သည်။ သို့သော် မှန်ဘီလူးသည် အဆိုပါ ကြည်လင်ပြတ်သားမှုအဆင့်ကို မစွမ်းဆောင်နိုင်ပါက၊ အပို pixels များသည် တန်ဖိုးအနည်းငယ် တိုးလာပြီး noise တိုးလာနိုင်သည်။
Nyquist နမူနာသည် monochrome နှင့် အရောင်အာရုံခံကိရိယာများအတွက် ကွဲပြားပါသလား။
ဟုတ်ကဲ့။ မိုနိုခရမ်အာရုံခံကိရိယာတွင်၊ pixel တစ်ခုစီတိုင်းသည် တိုက်ရိုက်တောက်ပမှုကို တိုက်ရိုက်ပြသသည်၊ ထို့ကြောင့် ထိရောက်သော Nyquist ကြိမ်နှုန်းသည် pixel pitch နှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ Bayer filter ပါရှိသော ရောင်စုံအာရုံခံကိရိယာတွင်၊ အရောင်ချန်နယ်တစ်ခုစီကို နမူနာပုံစံဖြင့် ပြုလုပ်ထားသောကြောင့် demosaicing ပြီးနောက် ထိရောက်သော resolution သည် အနည်းငယ်နိမ့်ပါသည်။
Tucsen Photonics Co., Ltd. ကိုးကားသည့်အခါ၊ အရင်းအမြစ်ကို အသိအမှတ်ပြုပါ-www.tucsen.com
