Удаление шума на цифровой фотографии.

Шум - неизбежность преследующая все цифровые фотокамеры. В том случае, если ошибки в установке экспозиции и баланса белого можно заметить сразу после съемки на ЖК- дисплее камеры и при необходимости переснять кадр, то шумы выявляются только в домашних условиях - на экране монитора. Можно ли уменьшить шум? Конечно да!

Таким образом, если ошибки в установке экспозиции и баланса белого можно заметить сразу после съемки на ЖК- дисплее камеры и при необходимости переснять кадр, то шумы выявляются только в домашних условиях - на экране монитора.

Откуда берется шум.
Одна из основных неприятностей, подстерегающих фотографа, снимающего на "Цифру", безусловно, шумы. В некоторой степени шум в цифровой фотографии можно считать аналогом зернистости в пленочной технологии, и большинство программ для подавления шумов, в принципе, пригодно для борьбы с зерном на пленочных сканах.

К повышению шумности (как ПЗС-, так и кмоп - матрицы) приводит уменьшение размера приемной ячейки и повышение чувствительности. Любительские камеры с матрицей 1/1, 8? По диагонали хорошо ведут себя только при значениях ISO 50-64.

При недостаточной освещенности, естественно, потребуется слишком большая выдержка, а это приведет к смазам. Подняв чувствительность до 400, 800 или даже до 1600 ISO (некоторые камеры предусматривают возможность ручной установки чувствительности), мы получим сильные шумы.

На длинных выдержках становятся заметны так называемые горячие пиксели (Hot Pixels. Они светятся на снимке, как неяркие звезды на ночном небе. Таких пикселей тем больше, чем длиннее выдержка и выше температура приемной матрицы. Шумы на цифровых фотографиях практически исчезают при температуре ПЗС- матрицы около -25\xB0C.

К сожалению, большинство камер не рассчитано на эксплуатацию при таких температурах. Можно только посоветовать не держать камеру постоянно включенной (особенно при ночной съемке), так как аккумуляторы сильно греются.

Помимо "Горячих" пикселей существуют "выбитые". Они появляются в результате физического износа (или брака) матрицы. Т. н. битые пиксели можно увидеть на любых снимках. У каждого производителя существуют свои нормы на количество подобных "Бракованных" элементов изображения.

Еще один источник характерных артефактов - поднятие резкости на нечетких снимках. Лишь в том случае, если файл был сохранен в формате Jpeg с высокой степенью сжатия, то придется бороться и с другим видом искажений.

При печати на струйном принтере шум в некоторой степени сглаживается: капли наносятся с достаточным перекрытием. Однако этот же шум хорошо виден при печати больших форматов и на экране монитора при просмотре с большим разрешением.

Особенно заметен шум на больших однотонных поверхностях. Например, если это пейзаж, где большую часть кадра занимает небо, или портрет крупным планом.

Теперь перейдем к рассмотрению существующих способов борьбы с шумами, более или менее эффективных.

Средства борьбы с шумами.
Основным инструментом для профессиональной обработки фотографий де-факто является графический редактор Adobe Photoshop. К сожалению, для борьбы с шумами он располагает ограниченным набором средств, к тому же с нехитрыми настройками. Фильтр Despeckle вообще лишен регулировок и вместе с шумами сильно размывает мелкие детали, а Smart Blur позволяет изменять только радиус и пороговый уровень (Threshold.

Такие фильтры лучше применять на выделенной области или предварительно маскировать мелкие детали. В общем, с программой Adobe Photoshop вам предстоит долгая и кропотливая работа. А с 48-битными изображением работают только Median и Gaussian Blur. Поскольку эти средства могут устроить не всех, попробуем поискать продвинутые и автоматизированные приложения.

ASF Digital GEM.
Начнем с простого - ASF Digital GEM. Борьба с шумами - единственная задача этого фильтра, разработанного компанией Applied Science Fiction и реализованного как модуль Plug - in для программы Photoshop.

GEM удобен в пользовании. Неплохо сохраняет детали. Регулировки шумности в Светах и тенях, а также поднятие резкости - все это задается в процентах. Простота, качество и скорость обработки позволяют считать программный пакет GEM одним из лучших средств борьбы с шумами. Кстати, алгоритмы, разработанные компанией ASF, используют в своих сканерах такие известные компании, как Agfa, Benq, Epson, Kodak, Konica, Minolta, Nikon, Noritsu, Microtek.

Quantum Mechanic Pro.
Отлично справляется с цветовым шумом программа Quantum Mechanic Pro 2. 1 от компании Camerabits. Возможно, вам захочется отказаться от внутреннего алгоритма обработки, предлагаемого профессиональной камерой, и получать сырые 48-битные снимки в формате RAW. Что ж, программному пакету Quantum Mechanic Pro это вполне по силам.

DCE Autoenhancer.
Программа DCE Autoenhancer, выпущенная компанией Mediachance, представляет собой самостоятельное приложение для пакетной обработки изображений. Работает в двух режимах. В простом (Basic) все процедуры выполняются методом последовательных приближений с минимумом ручных настроек. В продвинутом (Advanced) используются данные из Exif - заголовков и множество плавных регулировок фильтров. Цветовой баланс и резкость программа DCE правит точно и деликатно. Для удаления "Горячих" пикселей имеется целых две функции: Hot Pixels Removal (программный поиск) и Hot Pixels Substraction ("вычитание черного экрана".

Чтобы реализовать второй метод, после первого (основного) снимка необходимо сделать второй (дополнительный) с такой же выдержкой, но с закрытым объективом. Применять этот фильтр следует с большой осторожностью. В некоторых камерах (Canon G1, Canon G2 или Sony F707) используются собственные алгоритмы шумоподавления, и в этом случае есть определенный риск испортить снимок.

В программе DCE за подавление шумов отвечает закладка Denoiser с возможностью выбора одного из двух фильтров: Noise Removal (удаление шумов) и Portrait De - Focus. Для настройки Noise Removal используются данные Exif о значении ISO, мощности импульса вспышки и расстоянии до объекта. Portrait De - Focus устраняет мелкие дефекты кожи на портрете и "Улучшает" телесные цвета. Последний фильтр можно использовать в виде отдельной программы Cleanskinfx, распространяемой бесплатно. DCE обработал файлы почти во всех форматах, в том числе Tiff Cmyk 64. Но вот 32-битный файл, сохраненный в Photoshop, по цвету резко отличался от оригинала.

Neat Image.
Заслуживает внимания программа Neat Image, разработанная компанией Absoft. Для каждой камеры используются индивидуальные профили, которые можно бесплатно загрузить с сайта разработчика или … изготовить самостоятельно. Для этого понадобится калибровочная таблица (скачивается с сайта) с серыми полями разной яркости. Ее следует сфотографировать - либо с экрана монитора, либо с распечатки. По полученному снимку программа Neatimage строит профиль, причем для каждого значения задается своя чувствительность (ISO.

Действительно, каждая камера создает свой характерный рисунок шумов, а в некоторых моделях применяются собственные внутренние алгоритмы обработки изображения. Построить профиль можно и по выделенной области прямо на редактируемом снимке с предварительным просмотром результата. Более того, после этого можно в ручном режиме настроить шумоподавление в различных диапазонах яркости.

Оценивая результаты, полученные при обработке разными фильтрами, можно сказать, что программа Neatimage лучше остальных уменьшает шум и сохраняет детали. Единственный недостаток - обработка файла длится очень долго. Но здесь опять помогут профили: можно запустить обработку сразу нескольких снимков (Batch Processing.

Silverfast.
Программа Silverfast первоначально была разработана компанией Lasersoft Imaging в качестве альтернативы стандартным Twain - драйверам, поставляемым в комплекте со сканерами. Поэтому программному пакету Silverfast DC, предназначенному для работы с цифровыми снимками, достался тот же интерфейс, а в графический редактор Photoshop он встраивается как Twain - драйвер (в закладке File.