用語解説｜デジタルカメラの階調とダイナミックレンジ

用語解説
#階調
#ダイナミックレンジ

デジタルカメラの濃淡表現を表す指標として、ビット深度があります。
弊社のカメラは機種により8、10、12bitのモデルがあります。
8bitなら256階調、10bitなら1,024階調、12bitなら4,096階調で黒から白を表現します。

ビット深度が高い方が表現は細かくなり画像処理や解析に使用する場合、より有用なデータになります。
（PCのモニター上では8bitで表示されるため、見た目上の差異はありません）

ダイナミックレンジは映像上での真っ黒から真っ白の範囲のことです。
人間の目はダイナミックレンジが非常に広く、たとえば屋外の日陰と日向両方を見分けられますが、一般的なイメージセンサーはそこまで広範囲のダイナミックレンジを有していません。
日陰の明るさに合わせれば日向部分は真っ白に、日向の明るさに合わせれば日陰は真っ黒になってしまいます。
この範囲はイメージセンサーにより異なります。
どこの範囲を撮影するか（上下の移動）はシャッターやゲインで調整できます。

ダイナミックレンジは一般的には広い方が良いとされますが、ビット深度の同じセンサーでもダイナミックレンジの違いにより得られる情報特性が異なります。
ダイナミックレンジが広い12bitセンサーは、暗い部分と明るい部分を同時に撮像できますが、広い範囲を4,096階調で表現するので1階調がカバーする範囲も広くなります。
ダイナミックレンジが狭い12bitセンサーは、暗い部分と明るい部分を同時に撮像できませんが、狭い範囲を4,096階調で表現するので1階調がカバーする範囲も狭く（細かく）なるため、より微妙な変化を捉えることができるといえます。