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362：御茶目菜子：2010/09/07(火) 13:14:34: 超解像がコンデジの新しいトレンドになる？
昨日はFX66について書いたわけだけど1/2.33インチ、1400万画素という極小ピッチ（画素
ピッチ1.35μm）のセンサーであるが故にレンズ性能が画素ピッチに追いついておらず
等倍鑑賞はかなり厳しいのだけど超解像技術によってそれはかなり緩和することは可能と
なっているにょ。（1400万画素で撮影して500万画素くらいにリサイズすればいい感じに
なるため画素数が多いということは必ずしも悪いことというわけではない）

この超解像モードはPanasonicのコンデジ（2010年発売モデル）にしか搭載されてなかった
けれどカシオのEXILIMも最新モデルでは搭載されているにょ。
というわけで、改めて超解像とはどんなものか、また、カシオの超解像技術はどの程度
なのかをこのEXILIM EX-S200のレビューを元に考えてみることにするにょ。
http://dc.watch.impress.co.jp/docs/review/newproduct/20100906_390981.html

◎光学端
　超解像OFF http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/31.jpg
　超解像ON　http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/33.jpg

◎望遠端
　超解像OFF http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/32.jpg
　超解像ON　http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/34.jpg

このS200はスタイリッシュな薄型モデルということでレンズ性能がそれほど高くなく
ただでさえ極小ピッチであるため広角端、超解像OFFだと等倍鑑賞はやや厳しい感じと
なっているにょ。
しかし、同じく広角端でも超解像ONのものを見てみると明らかに変わっているにょ。
両者において明確に異なる部分といえば背景にあるビルにょ。
超解像ONでは輪郭線がはっきり出ているということは両者を見ればひと目で分かると
思うにょ。
蓮の葉を見てもビルほどではないけど輪郭線がはっきり出ているようになっていると
思うにょ。（手前の葉が特に効果が大きい）

望遠端を見てみると広角端では絶大な効果があったビルの輪郭線は一応の効果はある
もののそこまで極端に効果はないにょ。
これはレンズ性能の問題（解像力と回折限界の問題）によって大きく解像感が不足して
いるために超解像では補正が間に合わないためだと推測できるにょ。（ピントが合って
ない部分なのか単に解像しきれてない部分なのかの判断が難しいため）
超解像というのは昨日書いたように画面均一にかかるシャープネス処理とは異なり画像
解析を行い部分ごとに処理を変えることで実現しているにょ。
それ故、効果が大きい部分と小さい部分がどうしても出てしまうにょ。

シャープネスは全体にかかるため輪郭線を強調するとノイズまで増えてしまうという
厄介な問題があるにょ。
それでは超解像はどうなのか・・・。

◎ISO50
　超解像OFF http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/44.jpg
　超解像ON　http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/51.jpg

◎ISO400
　超解像OFF http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/47.jpg
　超解像ON　http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/54.jpg

◎ISO3200
　超解像OFF http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/50.jpg
　超解像ON　http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/57.jpg

ISO50の作例を見てみると無ノイズだけど等倍鑑賞では極小ピッチということを考えれば
こんなもんだろうという感じだったのが超解像ONにすることで明確な変化が出てきたにょ。
このように建物のようなエッジがはっきりしたものに関しては超解像の効果が極めて
大きいものであることが分かるにょ。

ISO400になるとノイズが増えそれを低減するために塗り絵チックになりつつあるにょ。
超解像をONにしてもISO50の時と比べたら輪郭線ははっきりでないものの十分な効果は
ある感じにょ。
しかも、ノイズが増加しているようには見えないにょ。

ISO3200はさすがに相当無理があるため超解像をONにしても目に見えて分かるような効果は
得られないにょ。
とはいえ、ISO800～1600では高感度ノイズ低減によるディティール損失が大きいけど
超解像を使えば輪郭線がはっきり出るのでかなり有用といえるにょ。
このように超解像はシャープネスのように画面均一にかける処理ではないため効果は
部分を強調するために他所が犠牲になるということがなく超解像をONにすることによる
ことでノイズが増加するという問題もなさそうにょ。

超解像はズームにも活用されているにょ。
ズームには光学ズームとデジタルズームの2種類があるけど前者は無劣化なのに対して
後者はただのトリミングしたものを拡大補間するだけであり画質面では大きく劣るにょ。
例えば1200万画素のデジカメにおいて4倍デジタルズームを使うと1200万画素の4分の1の
300万画素を拡大するというイメージがあるかもしれないけど4倍ズームは縦横4倍である
ため画素数では16倍になるため75万画素となるにょ。（1200万画素のデジカメで4倍
デジタルズームを使用するということは75万画素で撮影したものを1200万画素に拡大補間
して記録しているということ）
1200万画素（光学4倍ズーム）と75万画素（4倍デジタルズーム）ではさすがに誰が見ても
その違いは歴然にょ。

S200は光学4倍ズームを搭載した1400万画素のデジカメであるため4倍デジタルズームを
使用時には16倍相当のズームになり、画素数は87万画素を拡大補間した1400万画素と
なるにょ。
http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/36.jpg
さすがに87万画素を16倍の画素数に拡大補間しただけなので等倍では見るに耐えない
感じにょ。

ならば等倍で使用せず縮小前提と考えればいいけどそれならばこんな画素数で記録する
必要はないし、拡大補間の時点で劣化しているのにそれをさらに縮小するという劣化の
繰り返しをするというのはあまり好ましくないにょ。
最大画素数で記録する必要がないのならばPanasonicのEXズームやソニーのスマート
ズームのようにセンサーの一部のみを使ったただのトリミングによるズームの方が
このような一般的なデジタルズームよりは遙かに有用にょ。

しかし、超解像を用いれば少しだけ解像力不足ならば十分補えるということは上記の
作例を見ても分かると思うにょ。
これを使ったデジタルズーム＋超解像というものがあるにょ。
これはカシオは「超解像ズーム」と呼んでいるにょ。（Panasonicは「iAズーム」と
呼んでいる）
デジタルズームは最大4倍まで可能なのだけどこれを1.5倍まで（Panasonicは1.3倍まで）
と抑えることで超解像で解像力不足を補えるというわけにょ。

ただ、1.5倍ズームといっても画素数でいえば2.25倍にょ。
S200の場合は620万画素を1400万画素に拡大補間している状態にょ。
http://dc.watch.impress.co.jp/img/dcw/docs/390/981/35.jpg
これが実用になるかどうかは人によるけどさすがに超解像を用いても現時点のアルゴリズム
では1.5倍デジタルズーム（4倍光学ズームと合わせて6倍ズーム）はやや厳しいような
感じがするにょ。

超解像ズームの実用性はともかく超解像そのものはONにすることで特にデメリットとなる
部分はないと思われるにょ。
しかし、全くデメリットがないというわけではなく現時点では超解像は処理に時間が
かかるというデメリットがあるにょ。
S200でも1枚撮影後に3秒くらい処理に時間がかかるみたいだしね。
とはいえ、効果を考えれば妥協は可能だと思われるにょ。（私が普段使っているTX1の
「手持ち夜景モード」も処理に3、4秒かかるけど1～2段分のノイズ低減効果は非常に有用に
感じている）

それにプロセッサ性能は年々向上しているので大きな問題でもないにょ。
今は当たり前のように搭載されている顔認識でも最初は1人の顔を追いかけるのが精一杯
だったけど今は16人でも余裕だからね。
これもプロセッサ性能の向上の賜にょ。
性能が向上すれば処理時間が短くなるだけではなくより高度なアルゴリズムを用いて
さらに効果的な超解像処理を行うことが可能になるにょ。
これは画素ピッチが小さなコンデジでは非常に有用になるにょ。
現時点では画素ピッチの面では余裕があるデジタル一眼でも画素数が増えていけば将来的
には超解像対応のRAW現像ソフトが登場するかもしれないにょ。