Wie kann eine Kamera sowohl 12MP als auch 1080p sein, wenn 1920x1080 nur 2.073.600 ist?

In den Spezifikationen einer bevorstehenden Smartphone-Kamera (es war diese , nur für die Aufzeichnung) wird die Kamera als "12MP, 1080p" beschrieben.

Das macht aber nicht viel Sinn. Wenn die Kamera 1080p hat, dh FHD mit einer Auflösung von 1920 x 1080 Pixel unterstützt, sind dies 2073600 Pixel oder etwa 2 MP - also viel weniger, als dies mit einer 12 MP-Kamera technisch möglich ist. Und mit 12 MP wäre diese Kamera in der Lage, Bilder weit über UHD oder 4k (was etwa 4000 x 2000 Pixel ~ 8 MP entspricht) aufzunehmen. Bedeutet 12 MP also, dass wir auch Bilder mit dieser hohen Auflösung aufnehmen können?

Meine Frage, wie man diese widersprüchliche Spezifikation von 12MP und 1080p liest und wenn dies nicht bedeutet, dass die höchste Auflösung eines Bildes 1920x1080p beträgt, wie hoch sind dann die maximalen Abmessungen?

Die 12MP-Bezeichnung bezieht sich normalerweise auf Standbilder, während sich die 1080p-Bezeichnung auf Video bezieht.

Der Sensor hat 12 Megapixel - manchmal etwas mehr, was ausgeblendet wird. Dies bedeutet, dass 12-Megapixel-Fotos aufgenommen werden. Höchstwahrscheinlich handelt es sich um ein Bild mit einem Seitenverhältnis von 4: 3, was etwa 4000 x 3000 Pixel bedeutet.

Video ist ein Bildstrom, der am häufigsten mit 24 bis 60 FPS aufgenommen wird. Dies bedeutet, dass ein 12-MP-Sensor 12 MP ausgeben würde (der Einfachheit halber 8-Bit-RAW), was bei 24 FPS 12 x 24 = 288 MB / s entspricht. Das ist wirklich eine riesige Datenmenge, und dies ist ein Minimum, da die Bittiefe oft 12 Bit beträgt, also 50% mehr.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, damit zu arbeiten. Einer besteht darin, einen Prozessor zu haben, der diese Datenmenge lesen, aber nicht ausgeben kann. In diesem Fall wird jeder 12-MP-Frame auf etwa 2 MP verkleinert, und der Prozessor codiert und schreibt sie auf die Speicherkarte. Auf diese Weise erhalten Sie ein 1080p-Video, das so breit ist wie ein 12-MP-Bild. Dies ist die häufigste Implementierung.

Eine andere Implementierung besteht darin, einen Zuschneidebereich des Bildes aufzunehmen. Dies ist bei 4K-Videos äußerst häufig, da nur sehr wenige Sensoren und Prozessoren diese Daten mit 30 FPS verarbeiten können. Der Nachteil davon ist ein verringerter Blickwinkel. Wie viel hängt von der Sensorauflösung ab; für 12 MP wäre es sehr minimal, da 4000x3000 nicht viel breiter als 3840x2160 ist. Für einen 16- oder 20-MP-Sensor kann es bis zu 1,3-fach sein. Beachten Sie, dass HD- und 4K-Videos ein Seitenverhältnis von 16: 9 haben, sodass selbst bei einem 12-MP-Sensor ein hohes Maß an vertikalem Zuschneiden auftritt.

Einige Sensoren verfügen über zusätzliche Schaltkreise, mit denen sie gruppierte Pixel ausgeben können, die dann auf die gewünschte Videoauflösung heruntergesampelt werden müssen. Angenommen, ein 12-MP-Sensor mit einer Auflösung von 4000 x 3000 Pixel könnte 2000 x 1500 ausgeben, der dann erneut abgetastet oder auf 1080p zugeschnitten würde. Auf diese Weise benötigt man kein so schnelles Auslesen und es kann ein weniger leistungsfähiger Prozessor verwendet werden.

CMOS-Sensoren - die heutzutage am häufigsten verwendet werden - können auch Pixel zufällig lesen, sodass sie Pixel aus einem großen Bereich des Sensors unterabtasten und einige dazwischen überspringen können. Dies führt zu bestimmten Artefakten, insbesondere Moiré .

1080p bezieht sich auf Video: 1920 × 1080 Progressive Scan . Das Telefon kann Standbilder mit 12 Mpixel, aber nur 1080p-Videos aufnehmen. (Dies ist ziemlich typisch. Das Aufnehmen von Videos mit einer bestimmten Auflösung erfordert viel mehr Rechenleistung als das Aufnehmen eines Standbilds mit dieser Auflösung.)

Der Unterschied besteht darin, dass das Videobild aus Standbildern verarbeitet wird. Die Datenübertragungsrate für die volle Sensorauflösung (dh 12 Mp) wäre für den normalen Gebrauch zu hoch, und es gibt keinen Standard für solche Videos. Wir nutzen 1080p-Videos kaum voll aus.

Die Hardware in Ihrem Telefon führt daher eine spezielle und sehr schnelle Skalierung jedes Videobilds von den vollen 12 MP auf die Standard-1080p (oder was auch immer Sie angegeben haben) durch. Dieser Videorahmen wird dann unter Verwendung des erforderlichen Codecs (wiederum typischerweise durch schnelle spezialisierte Hardware) codiert, um einen kompakten Videostream zu bilden.