В темноте и… без вспышки

Рис. 6.1. Цифровой шум на фотографии, проявляющийся при увеличении

В теории каждая камера снимает изображение одинаково. Но это в теории… а на практике способ получения и последующего преобразования изображения очень зависит как от типа камеры, так и от конкретной модели. Именно вследствие этого фактора разные камеры создают совершенно разный шум на цифровом изображении — как по силе, так и по структуре. Все это приводит нас к неутешительному выводу, что не может существовать единственного, универсального и эффективного алгоритма уменьшения цифрового шума при сохранении оптимального уровня деталей в изображении (фотографы часто употребляют термин «подавление шума» — видимо, в силу своего негативного отношения к шуму и непреодолимому желанию с этим шумом бороться. Одним словом — давить гада!).

Кроме того что универсального алгоритма шумоподавления не существует (ну хорошо, хорошо — пока не существует), сама процедура ослабления шума является достаточно сложной в силу тесной взаимосвязи шума с деталями изображения. Некоторые детали фотографии могут быть ошибочно приняты за шум, и наоборот. Яркостный шум иногда можно перепутать с хроматическим, который проявляется на изображении довольно случайным образом и с различной интенсивностью. Поэтому, создавая программу для борьбы с шумом, надо принимать во внимание множество факторов, включая саму цифровую камеру, природу возникновения цифрового шума, наличие мелких деталей на фотографии, а также субъективность восприятия любого изображения человеческим глазом. Из всего этого списка максимальное сохранение фотографических деталей является наиболее важным и определяющим требованием. И оптимальная процедура уменьшения цифрового шума должна отличать мелкие детали изображения от шума и сохранять их, чтобы избежать неестественного (цифрового) вида обработанной фотографии.

Цифровые камеры — такие разные!

Все цифровые камеры регистрируют изображение по-разному — это обусловлено особенностями применяемого в данной модели светочувствительного сенсора и программного обеспечения камеры, обеспечивающего предварительную обработку сигнала, получаемого с этого сенсора. Да-да… Я помню, что уже говорил это, но повторение — мать учения.

Независимо от бренда и модели любая цифровая камера имеет некоторое количество возможностей настройки, которые позволяют в определенных пределах манипулировать процессом создания изображения внутри камеры. Очень часто среди этих настроек есть и возможность подавления шума. Однако вам следует избегать ее применения, если впоследствии вы хотите использовать какую-либо из программ подавления шума на компьютере. Я бы рекомендовал вообще полностью отключить средства подавления шума в вашей камере (если это, конечно, возможно). Чтобы понять, почему это является необходимым условием, давайте посмотрим на процесс получения изображения в камере.

Сигнал, поступающий со светочувствительного сенсора, обрабатывается процессором внутри камеры, который оптимизирован на максимизацию фотографических деталей и минимизацию цифровых шумов. Если функция подавления шума активирована, то она подключается к этому процессу. На основании заложенного в нее алгоритма процедура подавления шумов анализирует изображение, пытаясь отделить значимые детали от шумов. Данный алгоритм обычно достаточно прост, и все, что не попадает под определение «значимых деталей изображения», обычно размывается, чтобы уничтожить следы шума. В результате этого процесса часть деталей изображения безвозвратно теряется и уже не может быть восстановлена даже самой сложной и изощренной программой. Когда вы отключаете процедуру подавления шума внутри камеры (или устанавливаете минимальное значение для этой опции), вы сохраняете в своих кадрах максимум деталей (вместе с шумом, конечно). Впоследствии это позволит вам применить более сложные и изощренные алгоритмы уменьшения шума и при этом сохранить оптимальный уровень детализации.

Проблема заключается в том, что практически все камеры в той или иной мере пытаются ослабить цифровые шумы при обработке сигнала еще внутри камеры. И хотя в большинстве современных камер есть возможность включения или отключения режима подавления шумов, существуют камеры, которые не только не позволяют отключать этот режим, но даже не предоставляют возможности влиять на степень подавления. Производители делают это из самых лучших побуждений, желая максимально облегчить нам процессы съемки и получения финального изображения. Но, как говорится, благими намерениями… Вопрос не в том, что подавление шума внутри камеры плохо само по себе, а в том, что на компьютере можно более точно и гибко применить эту процедуру к конкретному изображению и, соответственно, получить более качественный результат.

А вот насколько вам требуется этот более качественный результат?

Настоящая борьба начинается с тщательной подготовки

Вот несколько простых советов, которые помогут вам более эффективно бороться с цифровым шумом.

Несколько идей по уменьшению шумов

Безусловно, с цифровым шумом нужно бороться. Но борьба эта должна быть разумной и последовательной. И если в этой борьбе вы будете следовать моим простым правилам, то победа всегда будет за вами. За исключением тех случаев, когда вы проиграете. Невозможно побеждать всегда — это просто нечестно!

Чем раньше, тем лучше

В принципе, нужно стараться применять процедуру ослабления/подавления шума в процессе обработки своей фотографии как можно раньше. В идеале — раньше любых других операций, которые могут модифицировать изображение: цветокоррекции, усиления/ослабления контраста, усиления резкости и изменения размера.

Все эти операции могут в значительной мере изменить значения пикселов и в непредсказуемой форме исказить шумовую составляющую изображения. В результате программа ослабления шума будет бороться уже не с самим шумом, а с его модифицированным («перекачанным в спортзале») вариантом, и алгоритмы шумоподавления могут давать непредсказуемые (читай — плохие) результаты.

Поэтому запомните главный и последний принцип шумоподавления — чем раньше, тем лучше…

Оставить комментарий