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Unterschied zwischen CMOS und interpolierten Pixeln



Noch was unklar? Dann in unserem Forum nachfragen!


Frage von Andreas ten Pas:


Hallo zusammen,

ich überlege, mir demnächst einen digitalen Camcorder zuzulegen. Da
gibt's bei ebay ja diese Mehrfachgeräte (;MP3-Player, Kamera, etc in
einem Gerät). Und bei den Geräten steht bei der AUFLÖSUNG immer was von:

> 3.2 MegaPixel CMOS
> 11 MegaPixel interpoliert

Was genau ist denn der unterschied zwischen CMOS und interpolierten Pixeln?

Und warum hat so ein kleines Gerät 3.2 MegaPixel und eine MiniDV-Kamera,
die wesentlich teurer und größer ist, beispielsweise 800.000 Pixel?

Gruß

Andreas ten Pas




Antwort von Heiko Nocon:

Andreas ten Pas wrote:

>Was genau ist denn der unterschied zwischen CMOS und interpolierten Pixeln?

Die auf dem CMOS-Chip gibt's wirklich, die interpolierten existieren nur
in der Phantasie der Marketingstrategen und der bescheuerten Käufer, für
die die Strategen ihre Strategien entwickeln.

>Und warum hat so ein kleines Gerät 3.2 MegaPixel und eine MiniDV-Kamera,
>die wesentlich teurer und größer ist, beispielsweise 800.000 Pixel?

Da spielt einfach noch die unterschiedliche Auffassung darüber, was ein
Pixel ist, eine Rolle. Die eBay-Typen meinen eine einzelne
lichtempfindliche Zelle auf dem Chip, die DV-Hersteller ein wirkliches
Bild-Pixel, also inclusive Farbinformation.
Um die zu gewinnen, braucht man nämlich vier der Zellen des CMOS-Chips,
eine mit einem roten Filter davor, eine mit einem grünen und zwei einem
blauen.





Antwort von Andreas ten Pas:

> Die auf dem CMOS-Chip gibt's wirklich, die interpolierten existieren nur
> in der Phantasie der Marketingstrategen und der bescheuerten Käufer, für
> die die Strategen ihre Strategien entwickeln.

Sowas in der Art dachte ich mir schon.

> Da spielt einfach noch die unterschiedliche Auffassung darüber, was ein
> Pixel ist, eine Rolle. Die eBay-Typen meinen eine einzelne
> lichtempfindliche Zelle auf dem Chip, die DV-Hersteller ein wirkliches
> Bild-Pixel, also inclusive Farbinformation.
> Um die zu gewinnen, braucht man nämlich vier der Zellen des CMOS-Chips,
> eine mit einem roten Filter davor, eine mit einem grünen und zwei einem
> blauen.

Also lege ich mir doch besser einen miniDV-Camcorder zu als eines von
diesen All-In-One-Geräten.









Antwort von Hans-Peter Diettrich:

Heiko Nocon wrote:

> >Und warum hat so ein kleines Gerät 3.2 MegaPixel und eine MiniDV-Kamera,
> >die wesentlich teurer und größer ist, beispielsweise 800.000 Pixel?
>
> Da spielt einfach noch die unterschiedliche Auffassung darüber, was ein
> Pixel ist, eine Rolle. Die eBay-Typen meinen eine einzelne
> lichtempfindliche Zelle auf dem Chip, die DV-Hersteller ein wirkliches
> Bild-Pixel, also inclusive Farbinformation.
> Um die zu gewinnen, braucht man nämlich vier der Zellen des CMOS-Chips,
> eine mit einem roten Filter davor, eine mit einem grünen und zwei einem
> blauen.

Spielt es nicht auch eine Rolle, daß große Chips zu langsam für eine
Video-Kamera sind? Nicht die Chips an sich, aber das Auslesen geht nicht
mit 30Hz? Bei einer Kamera für Standbilder kann man schon etwas länger
warten, bis die Bildinformation ausgelesen ist.

DoDi





Antwort von Winfried Wolf:

Heiko Nocon schrieb:

>
> Da spielt einfach noch die unterschiedliche Auffassung darüber, was ein
> Pixel ist, eine Rolle. Die eBay-Typen meinen eine einzelne
> lichtempfindliche Zelle auf dem Chip, die DV-Hersteller ein wirkliches
> Bild-Pixel, also inclusive Farbinformation.
> Um die zu gewinnen, braucht man nämlich vier der Zellen des CMOS-Chips,
> eine mit einem roten Filter davor, eine mit einem grünen und zwei einem
> blauen.
>

Leider ist die Verwirrung noch größer.
i.A. weiss man heute nicht, was für Daten überhaupt noch gemeint sind.
Der klassische (;1-Chip) CCD-Sensor hatte, glaube ich, meist ein
Streifenfilter mit Komplementärfarben. Was Du beschreibst, ist wohl ein
Primärfarben-Mosaik-Filter (;Bayer); allerdings sind dort 2 grüne (;und
nicht 2 blaue) SubPixel in der 4er-Matrix. Daneben gibt's natürlich noch
Primär-Steifenfilter und Komplementär-Mosaik-Filter.
Die klassische Rechnung der Camcorder-Hersteller bezüglich Pixelanzahl
bezieht sich leider tatsächlich auf die Gesamtzahl der
lichtempfindlichen (;Sub-)Pixel. Die Auflösung der Y-Komponente des
resultierenden YUV-Signals wird in der Chip-Elektronik einfach
hochgerechnet. Im Zuge der vermehrten Verwendung von Bayer-Filtern
scheint sich das aber zu wandeln.
Wenn Du mal ne Web-Quelle weisst mit ner richtig guten Übersicht mit
Vergleichsdaten aktueller Camcorder, dann bitte her damit. Wäre echt ein
Segen.
Zu alledem gibt es auch noch einen allmählichen Übergang von
CCD-Sensoren zu CMOS-Chips, und zwar nicht nur im Billig-Segment.
Nachdem Canon erfolgreich seine digitalen Fotokameras der Spitzenklasse
damit ausgerüstet hat, geht es auch schon im Hi-End-Videobereich damit
los. Eine der weltbesten Video-Kameras, die Arriflex D20, ist
tatsächlich eine 1-Chip-CMOS-Kamera.

Gruß,
WiWo.




Antwort von Lars Mueller:

Andreas ten Pas wrote:

> Was genau ist denn der unterschied zwischen CMOS und interpolierten Pixeln?

Interpoliert ist Kundenverarsche, nichts weiter! Jedes Pixel auf 4
aufzublähen, kannst du besser anschließend per Software machen, das
ergibt aber genau null sinn, von Spezialfällen mal abgesehen.

> Und warum hat so ein kleines Gerät 3.2 MegaPixel und eine MiniDV-Kamera,
> die wesentlich teurer und größer ist, beispielsweise 800.000 Pixel?

Weil du bei Video nicht mehr Pixel benötigst und weil die Datenmenge
natürlich dementsprechend höher ist. Es sind immerhin meist 25 Bilder
pro Sekunde, die gespeichert werden müssen. Verwechsle bitte die
Pixelanzahl nicht mit Qualität. Das wäre ein typischer Anfängerfehler.

Gruß Lars




Antwort von Ralf Fontana:

Hans-Peter Diettrich schrieb:

> Spielt es nicht auch eine Rolle, daß große Chips zu langsam für eine
> Video-Kamera sind?

Nein. Es ist nur aufwändiger und damit teurer einen großen Chip mit kurzer
Auslesezeit zu bauen.

> Nicht die Chips an sich, aber das Auslesen geht nicht
> mit 30Hz?

Ich fand
http://www.informatik.hu-berlin.de/~goehring/papers/ccd-vs-cmos.pdf ganz
geeignet, diese und andere Fragen zu klären.

Für diejenigen unter uns, die lieber auf eine Verfilmung oder eine
Comic-Ausgabe warten, ein paar Highlights:

Die Anwendungsbereiche für CMOS – Geräte sind in den letzten Jahren
deutlich gestiegen.
Wegen ihrer Fähigkeit, sehr hohe Bildwiederholraten zu ermöglichen, benutzt
man CMOS–Sensoren aktuell besonders verstärkt für die Industrie, das
Militär, für Flusskontrollen und medizinische Diagnosen.
[...]
Die Ausgangsuniformität und Bildqualität sind bei CCD-Sensoren sehr hoch,
weil die Ladungen von wenigen Verstärkern in Spannungen umgewandelt werden.
Diese weisen durch ihre geringe Anzahl nur geringe Schwankungen auf.
[...]
CMOS-Kameras bestechen zuallererst durch ihre geringen Baugrößen. [...] Der
Stromverbrauch des Chips ist sehr gering. Bloomingeffekte treten wegen der
sofortigen Umwandlung der Ladungen in Spannungen nicht auf. Zudem können
einzelne Bildbereiche direkt adressiert werden und mit sehr hohen
Bildwiederholraten ausgelesen werden.




Antwort von Josef Moellers:

Lars Mueller wrote:
> Andreas ten Pas wrote:
>
>
>>Was genau ist denn der unterschied zwischen CMOS und interpolierten Pix=
eln?
>
>
> Interpoliert ist Kundenverarsche, nichts weiter! Jedes Pixel auf 4
> aufzublähen, kannst du besser anschließend per Software machen, das=

> ergibt aber genau null sinn, von Spezialfällen mal abgesehen.

Wieso, in den Krimis klappt das doch auch immer:
Aus 4x4 Pixeln machen die immer ein gestochen scharfes Bild vom
Verdächtigen.

SCNR,

Josef
--
Josef Möllers (;Pinguinpfleger bei FSC)
If failure had no penalty success would not be a prize
-- T. Pratchett





Antwort von Volker Schauff:

Josef Moellers schrieb:

> Wieso, in den Krimis klappt das doch auch immer:
> Aus 4x4 Pixeln machen die immer ein gestochen scharfes Bild vom
> Verdächtigen.

Klappt besonders gut, wenn das Vehikel schwarz ist und wahlweise schnell
fahren und sprechen oder Mach 1 fliegen kann, was?

Wobei ich schon denke, daß im Kriminalbereich Techniken im Einsatz sind,
die aus unscharfen kleinen Bildern schärfere große erstellen können,
allerdings auch nicht mit mehr Informationsgehalt also vorher. Ich denke
da vor allem an fraktale Skalierung. Allerdings dürfte diese Technologie
für Digitalkameras zu groß, zu langsam und vor allem zu teuer sein, da
ist es billiger, einfach dem Sensor mehr Pixel zu verschaffen und so
mehr reelle Informationen zu gewinnen.

Digitalkameras dürften wohl nur per Mittelwert interpolieren, also nix
mit bilinear, bikubisch, Spline oder Lanczos, geht halt schnell und ist
billig und man kann den Kunden mit großen Pixelzahlen blenden.

--
Gruß... Volker Schauff (;thunderbird.elite@t-online.de, ICQ 22823502)
www.cavalry-command.de - Über Saber Rider und andere 80er Jahre Serien
foren.cavalry-command.de - Forum für Spät70er - Früh-90er TV-Nostalgiker
www.dark-realms.de - Für Fantasy/Mittelalter und alles mögliche Kreative




Antwort von Josef Moellers:

Volker Schauff wrote:
> Josef Moellers schrieb:
>
>> Wieso, in den Krimis klappt das doch auch immer:
>> Aus 4x4 Pixeln machen die immer ein gestochen scharfes Bild vom
>> Verdächtigen.
>
>
> Klappt besonders gut, wenn das Vehikel schwarz ist und wahlweise schnel=
l
> fahren und sprechen oder Mach 1 fliegen kann, was?

K.I.T.T. kann das sicher, es sei denn, es ist aus dramaturgischen
Gründen nicht erwünscht, dann ist er blind.

Ich dachte da konkret an einen Film mit Armin Müller-Stahl als
Privatdetektiv, in dem so eine Szene vorkommt.

Josef
--
Josef Möllers (;Pinguinpfleger bei FSC)
If failure had no penalty success would not be a prize
-- T. Pratchett





Antwort von Winfried Wolf:

Volker Schauff schrieb:

> Digitalkameras dürften wohl nur per Mittelwert interpolieren, also nix
> mit bilinear, bikubisch, Spline oder Lanczos, geht halt schnell und ist
> billig und man kann den Kunden mit großen Pixelzahlen blenden.
>

Nein, es geht noch einfacher: da die RGB-Werte von verschiedenen
Positionen kommen, wird ein resultierender Y-Wert gebildet, der eine
höhere Auflösung hat als die einer Farbgruppe.

Gruß,
WiWo.




Antwort von Helmut Hullen:

Hallo, Josef,

Du (;josef.moellers) meintest am 09.06.05:

>>> Wieso, in den Krimis klappt das doch auch immer:
>>> Aus 4x4 Pixeln machen die immer ein gestochen scharfes Bild vom
>>> Verdächtigen.

> Ich dachte da konkret an einen Film mit Armin Müller-Stahl als
> Privatdetektiv, in dem so eine Szene vorkommt.

David, Hemmings; "Blow up" ...
(;aber das war noch analog)
(;was damals "grobkörnig" hiess, wird heute als xx-Megapixel verkauft
...)

Viele Grüße!
Helmut









Antwort von Lars Mueller:

Winfried Wolf wrote:

> Nein, es geht noch einfacher: da die RGB-Werte von verschiedenen
> Positionen kommen, wird ein resultierender Y-Wert gebildet, der eine
> höhere Auflösung hat als die einer Farbgruppe.

Dazu müßtest du erst einmal ein RAW-File einer Kamera ohne Aliasfilter
haben. => Sehr selten! Nach der Kamerainternen Interpolierung, Schärfung
und Datenreduktion ist da nicht mehr viel zu wollen. Außerdem kommt so
etwas in Krimis bevorzugt bei S/W-Überwachungskameras vor.

Was allerdings geht, ist eine nachträgliche rechnerische Erhöhung der
Pixelzahl bei Videosequenzen, bei denen sich das Motiv leicht bewegt
hat. Allerdings klappt das in der Praxis eher schlecht als recht. Ich
würde sagen, man kann die Pixelzahl etwa verdoppeln, aber nur, wenn die
Optik ok und fokussiert war.
Wesentlich mehr bringt da (;gerade bei Videosequenzen, die bei wenig
Licht gemacht wurden) schon das Entrauschen durch Überlagerung mit
Paßmuster auf das Zielobjekt mit anschließenden Schärfungs-Algorithmen
(;Dekonvolution, Korrektur der chromatischen Aberration, unscharfe
Masken, Änderung des Helligkeitsverlaufs etc.). Dazu sollte der Täter
allerdings schon einigermaßen stillhalten (;wenn möglich, gleich eine
Minute lang) und in die Kamera gucken, während er gefilmt wird. ;-)

Gruß Lars




Antwort von Lars Mueller:

Lars Mueller wrote:
...

Um die Gruppe noch mit ein paar Beispielen zu ärgern:

http://www.ffsf.de/showthread.php?s309128b1f09261e407d0c85f65130a&t73

:-)




Antwort von Winfried Wolf:

Lars Mueller schrieb:
> Winfried Wolf wrote:
>
>
>>Nein, es geht noch einfacher: da die RGB-Werte von verschiedenen
>>Positionen kommen, wird ein resultierender Y-Wert gebildet, der eine
>>höhere Auflösung hat als die einer Farbgruppe.
>
>
> Dazu müßtest du erst einmal ein RAW-File einer Kamera ohne Aliasfilter
> haben. => Sehr selten! Nach der Kamerainternen Interpolierung, Schärfung
> und Datenreduktion ist da nicht mehr viel zu wollen. Außerdem kommt so
> etwas in Krimis bevorzugt bei S/W-Überwachungskameras vor.
>

Sorry, meine Aussage bezog sich jetzt nicht auf die Zauberei in den
Krimis, sondern auf die wundersammen Auflösungszahlen, die
Camcorder-Hersteller so abliefern (;bzw. ablieferten, da sich mit den
Foto-tauglichen CamCordern grad was ändert).

Zu der Krimi-Zauberei: Während es wohl kaum ein Zuschauer ernst nimmt,
wenn aus einem winzigen Ausschnitt einer Überwachungskamera-Aufnahme
sekundenschnell eine Portrait-Aufnahme wird, scheint es für viele Leute
sicher, dass ähnliches im Tonbereich möglich ist. Ich hab zumindestens
häufiger schon Anfragen dieser Art bekommen.

Gruß,
WiWo.




Antwort von Ralf Fontana:

Lars Mueller schrieb:

> http://www.ffsf.de/showthread[...]

Erinnert mich vage an SoftRAM, führt aber unter anderem zu
http://meesoft.logicnet.dk/Analyzer/help/help2.htm#RestorationByDeconvolution

Na also, endlich können wir das SenderLogo durch das ersetzen, was das
SenderLogo verdeckt :-)





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