воскресенье, 24 августа 2008 г.

5 способов уменьшить шум (Выпуск 31)

В условиях низкой освещённости можно получить необычные и зрелищные фотографии. Но у них может быть очень сильный недостаток: шум. А всё потому что для создания таких фото нам потребуется поднимать ИСО и/или увеличивать выдержку. Даже если мы оставим в покое ИСО и прибегнем к помощи штатива, картинки всё ещё могут содержать разражающие "горячие пиксели", то есть белёсые пятна, которые с завидной регулярностью будут появляться на одном и том же месте кадра. Из двух зол, шум и горячие пиксели, первое является более зловредным. Шум виден в зонах с однородным цветом, например, на небе или в тенях. Кроме того, шум усиливается и просто добавляется при постобработке. Например, повышение резкости, контраста и насыщенности очень сильно увеличивают уровень шума.

Шум является одной из наиболее распространённых причин, по которым ваше фото и даже иллюстрация (см. два последних предложения предыдущего абзаца) может быть отвергнуты микростоковым инспектором.

В этой статье мы изучим пять способов уменьшения различного шума на различных этапах создания фотографии.

Задача

Этот ночной снимок демонстрирует типичные характеристики кадра, снятого при высоком ИСО. Шум виден даже на этом небольшом снимке, особенно в зонах тени. Мы должны найти способ уменьшить шум без потери или размытия мелких деталей.

Способ 1: Фильтр Reduce Noise

Фильтр уменьшения шума, встроенный в фотошоп, реагирует на дви типа шума: хроматический (цветовой) и яркостный (световой). Цветовой шум - это случайная вариация цвета пикселя, характерен для картинок, снятых при высоком ИСО, и представляет собой множество разноцветных крапинок. Этот шум не является большой проблемой, потому что его удаление не сильно повреждает мелкие детали снимка. Яркостный же шум - штука неприятная, потому что является случайной вариацией яркости пикселей. Удаление яркостного шума неизбежно приводит к уничтожению мелких деталей картины. Что лучше: шум или размытые мелкие детали? Ответ, как всегда, где-то посередине.

Стандартные настройки

В стандартных настройка мы видим четыре основных параметра:
  1. Степень шумо-давления (Strength). Именно этот параметр отвечает за удаление сложного яркостного шума. Как показывает практика, оптимальные значения данного параметра - это 7-8. Если меньше - результат будет неудовлетворительным, больше - всё замылится.
  2. Степень сохранения деталей (Preserve Details). При удалении шумов теряется резкость мелких деталей. Данный параметр позволяет ограничить потерю этих деталей. Наилучший результат достигается при значениях 40-60%. Если поставить больше, удаление шумов будет неэффективно в областях с мелкими деталями.
  3. Степень подавления цветных шумов (Reduce Color Noise). Чем выше данное значение, тем менее насыщенен цвет. Значение по вкусу. Мы в данном случае выбрали 25%.
  4. Увеличение резкости изображения (Sharpen Details). Данный параметр возвращает резкость потерянным деталям за счёт усиления контрастности контуров. Ни в коем случае не злоупотребляйте данным параметров, иначе контуры будут выглядеть неестественно и опять "вылезут" шумы.

В стандартных настройках есть ещё чек-бокс Удалить JPEG артефакты (Remove JPEG Artefacts), который во включенном состоянии сглаживает различные артефакты JPEG-компрессии. Но нормальные герои всегда идут в обход микростокеры обрабатывают файлы без компрессии, то есть в 16-битном TIFF. Поэтому им этот чек-бокс не нужен. Но если очень любопытно, попробуйте включить его и посмотреть, как фотошоп пытается из несжатого файло удалить последствяи компрессии.

Продвинутые настройки

В продвинутых настройках мы имеем возможность посмотреть шумность картинки по каналам: синий (Blue), красный (Red), зелёный (Green). Обычно один из каналов шумнее других. В нём мы и пытаемся достигнуть компромис между двумя параметрами: интенсивность шумоподавления (Strength) и сохранение деталей (Preserve Details).

В данном случае нам удалось уменьшить шум (Strength=10), сохранив детали в ветвях деревьев (Preserve Details = 50%).

Способ 2: Плагины для фотошопа

Фильтр Reduce Noise несомненно является одним из лидеров в данной области. Однако, несмотря на это, на рынке существуют и другие продукты, которые могут быть использованы, как stand-alone инструменты, а могут быть интегрированы в фотошоп, как плагины. К ним относятся Neat Image, Noise Ninja, Nik Multimedia Dfine, Digital GEM и другие.

Мы выбрали Neat Image для сравнения с Reduce Noise. Одним из преимуществ Neat Image является наличие профилей. Профили зависят от модели фотокамеры и предназначены для более эффективного шумаподавления. Профили можно скачать с сайта Neat Image.

Интерфейс

Первая страница интерфейса, Device Noise Profile, используется для анализа картинки и построения шумоподавляющего профиля (рис. сверху). Затем этот профиль применяется (рис. снизу).

  1. Автопрофиль (Auto profile) - автоматически выделяется участок с минимальным количеством шумов и на основании его создаёт профиль шумоподавления.
  2. Коррекция профиля (Fine tune) используется, когда профиль создаётся не автоматически, а загружается из сохранённого профиля, созданного, например, для другого фото.
  3. Уровни шума (Noise levels) являются отправной точкой для полученного профиля. Если вам кажется, что профиль построен некорректно, то можете переставить эти рычажки по своему вкусу.
  4. Шумоподавление (Noise reduction amount) отвечает за устранение шумных "пятен". Вы можете выбрать, устранять ли большие, средние и мелкие шумы на 100% или частично.
  5. Здесь Y - подавление яркостных шумов, а Cr и Cb - подавление цветовых шумов. Вы можете уменбшить данные значения (особенно Y), если автоматическое шумоподавление уничтожает слишком много деталей.
  6. Повышение резкости (Sharpening settings) является антиподом шумоподавления. Чтобы управлять им, отметьте галочкой Y, Cr или Cb.
  7. Просмотр результата - выделите мышкой область, в которой вы хотите посмотреть эффект от шумоподавления.

Photoshop или Neat Image?

А теперь сравним результат работы рассмотренных выше инструментов. Фильтр Reduce Noise отлично постарался, но результат Neat Imag'а получился качественнее. А всё дело в том, что фильтр удляет шум эффективно, если параметр интенсивности выставить большим. При этом происходит потеря деталей. Neat Image более сложен в использовании (хотя автоматические настройки прекрасно справляются, так что сложность сводится к минимуму), но результат его работы более сбалансирован: шумы хорошо подчищены, а детали сохранены. Это легко заметить на фрагментах ниже:


Фрагмент исходной картинки



Фрагмент результата фильтра Reduce Noise



Фрагмент результата плагина Neat Image

3. Уменьшение шумов при проявке RAW в Adobe Camera RAW

Шум можно уменьшить ещё на этапе проявки RAW-файла. Например, Adobe Camera RAW содержит специальную вкладку Detail, на которой можно выставить параметры для яркостного (Luminance) и цветового (Color) шума. Как и в случае с фильтром Reduce Noise, в первую очередь нужно уменьшить цветовой шум. Если повезёт, то этого окажется достаточно и детали картинки не потеряются. Однако, в большинстве случаев приходится уменьшать и яркостный шум. Тут следует заметить, что при уменьшении шума на этапе проявки деталей теряется меньше, чем при применении фильтров и плагинов. Но, с другой стороны, и шум убирается не так аккуратно.

Обращаю ваше внимание, что на вкладке Detail присутствует и опция повышения резкости (Sharpening). Я рекомендую выставить этот параметр в ноль, поскольку повышение резкости

  • добавляет шумов;
  • должно выполняться в последнюю очередь при помощи фильтра High Pass;
  • может предшествоваться рядом операций по цветокоррекции;

В этом месте отвлекусь на лирическое отступление: типовой микростоковый workflow по обработке фотографии состоит из следующих этапов:

  1. проявка в 16-тибитный TIFF, Adobe RGB;
  2. цветокоррекция;
  3. шумоподавление;
  4. ресайз (опционально);
  5. повышение резкости;
  6. sRGB;
  7. ключевые слова;
  8. 8 бит и JPEG с максимальным качеством.

Как вы видите, шумоподавление на этапе проявки должно проводиться лишь в том случае, если фотография сделана идеальна с точки зрения баланса белого, экспозиции и цвета. В противном же случае рекомендуется прибегать к фильтру Reduce Noise или даже лучше к плагинам.

4. HDR

Если мы используем "традиционный" HDR, то есть слияние трёх разных снимков одного и того же объекта при разных экспоциях, то мы получим картинку с широким динамическим диапазоном (то есть цвета не потеряются ни в тенях, ни в светах). К тому же, уровень шумов будет значительно ниже, чем у псевдо-HDR, когда из одного кадра создаются несколько фотографий с разными экспозициями, что, как уже говорилось выше, чревато созданием шумов от пост-обработки.

5. Чёрная карточка для удаления горячих пикселей

Цифровые фотокамеры содержат миллионы фотоэлементов, "рисующих" пиксели. И, к сожалению, эти фотоэлементы иногда ведут себя неадекватно во время длинных экспозиций. Результатом их неадекватного поведения являются так называемые "горячие пиксели", которые проявляюся в виде белых точек в тёмных областях фотографии. Для уменьшения данного эффекта современные камеры содержат функции шумоподавления, суть которых заключается в том, чтобы сделать абсолютно чёрный кадр с той же выдержкой, что и исходная картинка. Этот чёрный кадр выявляет горячие пиксели и способствует их удалению, например, посредством интерполяции цвета соседних пикселей.

Если камера не поддерживает эту функцию или мы не хотим её использовать, то чёрный кадр можно создать вручную, а потом использовать его для устранения горячих пикселей в фотошопе (через каналы и маски).

Как снять и использовать чёрный кадр

Снимите сначала кадр, который вам необходим. Затем закройте объектив и снимите кадр с теми же установками, что и предыдущий снимок. Для этого, скорее всего, понадобится сфокусироваться в ручном режиме.

Теперь у вас имеется черный кадр, который можно использовать для обработки серии снимков. Можно, например, записать Action, который будет делать следующее:

  1. Открываем снимок, на котором хотим устранить горячие пиксели. Делаем его копию. Копию аккуратно размываем по Гауссу со значением 5. Таким образом мы закрашиваем горячие пиксели цветом близлежащих к ним пикселей.
  2. Создаём ещё один слой, в котором помещаем чёрный кадр. Из этого слоя мы будем делать маску. Для этого перейдём в каналы. Выбираем канал, где горячие пикселы наиболее контрастны (белые на чёрном). Выбираем его и в нижней панельке каналов выбираем "Загрузить канал как выделение" (Ctrl+щелчок по каналу).
  3. Удаляем чёрный кадр. На картинке, размытой по Гауссу, будут выделены закрашенные горячие пиксели. В нижней панельке слоёв щёлкаем по "Добавить маску уровня". Сливаем все слои и радуемся результату.

В заключение, я бы хотела попросить читателей поделиться своим опытом шумоподавления: плагины, рецепты, ситуации...

Похожие статьи:


2 коммент.:

Maverick комментирует...

Наталья, а что Вы думаете по поводу Noiseware Professional 4.1.1

Просто, к сожалению, Neat Image плохо работате на mac. Не знаю почему, может быть я еще не до конца с ним разобрался...

Natalia Macheda комментирует...

Честно говоря, никогда не пользовалась этим тулом. Ну, если не забуду, то проведу эксперимент, сравню нит имадж с нойзваре.

Отправить комментарий

© Natalia Macheda/Наталия Македа, 2008-2013
Все материалы блога защищены авторским правом. Любая перепечатка или использование материалов этого блога в коммерческих целях возможна лишь с письменного согласия автора. При некоммерческом использовании допускается лишь частичное копирование текста какой-либо статьи блога с обязательной ссылкой на полную статью. Полное копирование какой-либо статьи блога ЗАПРЕЩАЕТСЯ даже при наличии ссылки на блог.