ロスレスズーム
概要
ネットワークビデオストリームでは、デジタルズームを使用してビューエリアの特定の部分を拡大表示します。ズームインは出力解像度にスケーリングされます。このスケーリング処理によって補間やピクセル化が生じ、画質が低下することがあります。
ロスレスズームでは、画質を損なうことなくズームインできるため、画像の詳細部分はズームインする前と同じシャープネスと鮮明さを保つことができます。
出力解像度は画質に大きく影響します。ロスレスズームは、出力解像度がビューエリアの解像度と同じか、それより低い場合に効果的です。このホワイトペーパーでは、ロスレスズームの概念、パノラママルチセンサーカメラにおけるその機能、ロスレスズーム、ロッシーズーム、光学ズームの主な違いについて説明します。
はじめに
パノラママルチセンサーカメラは、デジタルPTZ (パン/チルト/ズーム) 機能を搭載し、ユーザーはモーター駆動のカメラを使用せずに、ビデオストリーム内でパン、チルト、ズームを行うことができます。デジタルPTZ (パン/チルト/ズーム) によって、ビデオストリームをデジタルでズームして表示することが可能ですが、デジタルズームでは画質が低下することがあります。
ロスレスズームはデジタルズームのタイプのひとつで、特に高解像度のカメラで効果を発揮します。高解像度のビデオストリームは、画質を損なうことなく、サイズを変更したりスケールダウンして表示できます。
背景: デジタルズーム
パノラママルチセンサーカメラは、複数のセンサーを使用して、1つの広角パノラマ表示を提供します。高解像度のパノラマカメラは複数のビューエリアを持つことができ、各ビューエリア内でデジタルパン、チルト、ズームが可能です。詳しくは、ホワイトペーパー「パノラマカメラ」をご参照ください。

デジタルズームを使用すると、高解像度の画像を生成しながら、ビューエリアの特定の部分にズームインすることができます。ただし、デジタルズームは補間やピクセル化によって画質が低下することがあります。ビューエリアの特定の部分にズームインする場合、パノラマカメラはセンサーの最大解像度を使用して画像をキャプチャーし、出力解像度に画像をスケーリングします。補間処理が行われ、画像を生成するカメラのピクセル数が少なくなり、ビューエリアの解像度が出力解像度より低くなります。画像に新しいピクセルが作成され、その結果、画像のシャープネスが失われてぼやけたピクセル化された画像になります。デジタルズームでさらにズームインすると、画像がどんどんぼやけていきます。

デジタルズームの発明と進化によって、「ロッシーズーム搭載」から「ロッシーズーム・ロスレスズーム両方搭載」へと発展しました。
ロスレスズームとは?
ロスレスズームでは、画質を損なうことなくビューエリアの特定の部分をズームすることができます。例えば、高解像度カメラのピクセル数がストリーミングに必要な数より多いとします。ズームインすると、ビューエリアはソース解像度のピクセルを使用し、ズームし続けると、使用可能なピクセル数はロスレスズームができなくなるまで減少します。すると、ロッシーズームになります。

画質を低下させずにズームできるレベルは、ビューエリアの解像度と出力解像度の比較によって決まります。表示モニターによっては、Webブラウザがデフォルトで画像をスケールダウンまたはスケールアップし、全体的な画質に影響を与えることがあります。画像のズームインは、ダウンスケーリング、スケーリングなし、アップスケーリングの3つのいずれかに当てはまります。
ダウンスケーリング:ダウンスケーリングは、出力解像度がビューエリアの解像度より低い場合に発生します。例えば、ビューエリアの解像度が10240 x 2560で、要求される出力解像度が4096 x 1024 の場合です。ズームインすると、出力解像度がビューエリアの解像度と同じになるまでロスレスズームが維持され、その後スケーリングなしになります。
スケーリングなし:この場合は、出力解像度がビューエリアの解像度と同じで、スケーリングは行われません。この時点以降、ズームインがアップスケーリングになります。
アップスケーリング:出力解像度がビューエリアの解像度より高くなり、ロスレスズームができなくなります。デジタルズームがロスレスズームからロッシーズームに切り替わります。
光学ズーム、デジタルロッシーズーム、デジタルロスレスズームの違い
光学ズーム、ロッシーズーム、ロスレスズームには、次のような一定の違いがあります。
カテゴリー | 光学ズーム | デジタルロッシーズーム | デジタルロスレスズーム |
ズーム方式 | レンズの焦点距離の物理的な移動によって画像をズームインする。 | ソフトウェアを使用してストリームのトリミングとスケーリングを行い、対象にズームインする。 | 画像を適切に拡大するためのソフトウェアを使用する。 |
高品位画像 | 高画質が維持される。 | 画質が下がる。 | 結果的な画質の低下は起こらない。 |
焦点範囲 | パノラマカメラに必要な被写界深度に到達できない。 | パノラマカメラに必要な被写界深度に到達する。画像がぼやける。 | パノラマカメラに必要な被写界深度に到達する。画像はぼやけない。 |

これらは、26メガピクセルのAxisパノラママルチセンサーカメラによる画像で、出力解像度 (3840 x 2160) がビューエリアの解像度 (10240 x 2560) より小さい場合です。右の画像はデジタルズームがロッシーモードの場合です。