Технические науки/6. Электротехника и радиоэлектроника

Гундорина Е.П., Закамов Д.В.

Самарский государственный технический университет, Россия

Оценка качества цифровых фотоаппаратов по основным характеристикам

Цифровой фотоаппарат (фотокамера) — устройство для получения и фиксации неподвижных изображений материальных объектов при помощи света. Благодаря цифровому фотоаппарату можно выполнить большое количество фотоснимков, просмотреть их на встроенном экране, удалить неудачные фотографии и освободить место для следующих кадров, оперативно по электронной почте отослать фотографию в любую точку земного шара.

Рынок фотоаппаратов разнообразен: от компактных любительских до профессиональных зеркальных. Проблема заключается в том, что ценовой диапазон на модели тоже различен, даже в рамках фотоаппаратов одного класса.

В данной статье приводятся результаты оценки качества цифровых фотоаппаратов по основным характеристикам на примере компактных цифровых камер Samsung ST60 (3497 руб.) и Olympus FE 5020 (6999 руб.).

Наиболее важными техническими показателями цифровых фотоаппаратов являются: быстрота включения, время срабатывания затвора, продолжительность промежутка между снимками, серийная съемка, разрешающая способность, цветопередача, тонопередача, уровень шумов, информационная емкость.

Для определения быстроты включения фотоаппарата проверяется, через сколько секунд после нажатия на кнопку питания камера будет готова к съемке. И фотоаппарат Samsung ST60, и фотоаппарат Olympus FE 5020 показали одно время – 3,4 секунды [1].

Время срабатывания затвора отсчитывается от нажатия на кнопку спуска до фиксации изображения матрицей и переноса его в буферную память. Камеры были протестированы в режиме автофокуса, принятом по умолчанию. Время срабатывания затвора у фотоаппарата Samsung – 0,8 секунды, у фотоаппарата Olympus – 0,7 секунды [2].

Продолжительность промежутка между снимками зависит в основном от скорости записи изображения на носитель. Снимки сохранялись в формате JPEG c максимальным разрешением, звуковое сопровождение нажатия клавиш и функция показа снимков сразу после съемки были отключены. Фотоаппарат Olympus FE 5020 в данном тесте показал лучший результат – 2,2 секунды. Время фотоаппарата Samsung ST60 – 2,5 секунды [1].

Был проведен тест на серийную съемку (количество кадров в секунду). Техническая характеристика фотоаппарата Samsung, данная разработчиками, 5 кадров в секунду и более. Результаты опыта показали, что данный фотоаппарат может выполнить 6 кадров в секунду. Серийная съемка у фотоаппарата Olympus отсутствует [2].

Для определения разрешающей способности было проведено фотографирование миры с черными и белыми штрихами (изготовлена на основе стандарта ISO 12233 [3]). Выполнив серию снимком с двух фотоаппаратов, было отмечено, что снимки с фотоаппарата Olympus более четкие, резкие и детализированные.

Для визуальной оценки качества цветопередачи была проведена съемка репродукции шкалы Kodak Color Control Patches, которая содержит девять участков, включающих по две насыщенности каждого оттенка. На снимках шкалы, сделанных с данных фотоаппаратов, заметны обе насыщенности каждого оттенка и переходы между ними. Однако снимки, выполненные с фотоаппарата Samsung, отличаются большей насыщенностью цвета, яркостью.

Для оценки тонопередачи была проведена съемка серой шкалы Kodak Gray Scale, включающей 20 полей  разной плотности с шагом изменения 0.10 между белым (плотность 0.0) и чёрным (плотность 1.90). Все изображения сохранялись в формате JPEG с минимальным сжатием. Фотоаппарат Olympus показал наилучшее значение тонопередачи, отобразив все 20 полей, а фотоаппарат Samsung отобразил на 2 поля меньше [1].

Объективным показателем уровня шумов на снимке служит параметр «Стандартное отклонение» в палитре «Гистограмма» программы Adobe Photoshop. Если стандартное отклонение меньше 3, уровень шумов можно считать приемлемым. Для оценки шумов на фотографиях была произведена съемка гладкого серого листа. Стандартное отклонение на снимке с фотоаппарата Samsung 2,73, а на снимке с фотоаппарата Olympus 2,25.

Главный параметр цифрового изображения – его информационная емкость, определяемая перемножением числа пикселей, расположенных в строках и столбцах. Снимки были сделаны с максимальным разрешением и сохранены в формате JPEG с минимальным сжатием. Оценка информационной емкости была произведена с помощью программы Adobe Photoshop. Снимок с фотоаппарата Samsung состоит из 12 000 000 пикселей (12 Мп). В технической характеристике на фотоаппарат дается именно такое значение. Снимок с фотоаппарата Olympus состоит из 11 808 768 пикселей, а должно быть 12 Мп. Фактическая информационная емкость фотоаппарата Olympus не полностью совпадает с заявленной, однако расхождение минимальное и им можно пренебречь [2].

Проведя детальный анализ фотоаппаратов Samsung ST60 и Olympus FE 5020, можно заключить, что рассматриваемые характеристики и Samsung, и Olympus совпадают с техническими требованиями на данный класс моделей, однако по качеству съемки фотоаппарат Olympus превосходит фотоаппарат Samsung, что неудивительно, учитывая двукратную разницу в цене (6999 и 3497 рублей).

Литература:

1. Ресурсы Интернета: http://foto.potrebitel.ru/

2. Мураховский В. И., Симонович С. В. Большая книга цифровой фотографии. – СПб.: «Питер», 2012. – 304 с.

3. ISO 12233:2000 Фотография. Электронные фотокамеры. Измерение разрешающей способности