Фильтрация и техническая ретушь

Для обработки растровых изображений создано огромное количество программных фильтров. В этой статье мы рассмотрим только те из них, что используются для улучшения резкости и удаления технических дефектов.

Ни один сканер, сколь бы хороши не были его параметры, не дает необходимой степени резкости. Основная причина заложена в самом принципе сканирования - в дискретизации. Кроме того детали изображения размываются из-за погрешностей оптики сканера и шума, вносимого его электронным трактом. При большом увеличении слайдов и фотографий начинает проявляться их зернистая структура и это также приводит к потере резкости. У печатных оригиналов приходится бороться с муаром, что тоже не проходит бесследно для резкости изображения.

Во многих сканерах, особенно профессионального класса встроены аппаратные модули для повыщения резкости и подавления полиграфического растра. Их конечно надо использовать в процессе сканирования - они не требуют дополнительного времени и часто работают лучше, чем фильтры, включенные в PhotoShop.

Фильтр нерезкого маскирования (UnsharpMask)

Практически единственным способом увеличения резкости после сканирования является применение фильтра UnsharpMask. Действие его основано на особенностях зрения человека, воспринимающего местное повышение контраста на границах областей с различными яркостями как субъективное увеличение резкости. Иначе говоря этот фильтр подчеркивает контуры предметов.

В PhotoShope этот фильтр управляется тремя параметрами:
A - (Amount) коэффициент усиления яркости на границе (в процентах к исходной величине C),
B - (Radius) ширина границы, на которую распространяется действие фильтра в пикселах,
C - (Threshold) величина скачка яркости, выше которой фильтр начинает действовать (порог). В развитых программах сканирования количество управляющих параметров 5 и более. В действительности этот фильтр включает в себя не один, а два - на первом этапе действует фильтр Blur. Он сглаживает контуры на ширину радиуса B. Это необходимо для того, чтобы определить разницу между начальным профилем яркости и сглаженным, а затем эту разницу увеличить на параметр A. Как подобрать оптимальные значения этих параметров в каждом конкретном случае?

Я бы предложил следующую методику: установите масштаб просмотра изображения равным натуральному, т.е. чтобы сантиметр на линейках вокруг картинки в PhotoShop был равен действительно сантиметру. При таком масштабе легче оценить степень эффекта. Параметр А - установите равным 150% в качестве начального значения, порог C - в значение 0, а радиус B - подбирается так, чтобы хорошо проработались мелкие детали и при этом не возникло бы заметных ореолов вокруг крупных предметов (особенно на гладком фоне). Обычно предлагается в качестве начального значения задать радиус равным коэффициенту качества сканирования 1.5-2 (см. Cтатью 2), т. е. чтобы радиус действия фильтра был примерно равен ячейке растра. Если на изображении много мелких деталей (например фактурная ткань), то, возможно, придется уменьшать параметры А и B - чтобы на изображении не появилось "терки".

Напротив, если резкость оригинала невысока, а радиус B уже на пределе (ореолы становятся заметны), то для усиления действия фильтра увеличивают параметр A. Порог С надо стараться выбирать минимальным. Если на скане не видно шума (зерна), то С можно устанавливать в значение 0. Если зерно присутствует, то значение порога увеличивают на 4-8 единиц, что бы избежать усиления шумовой составляющей. Избавляться полностью от шума не стоит, ведь в этом проявляется зернистая (мозаичная) структура любого фотослоя будь то слайд или фотография, более того, именно умеренное проявление зерна говорит о том, что уровень порога фильтрации C выбран правильно. Надо учитывать так же, что в процессе печати изображение "разбивается" растром, каждая ячейка которого усредняет данные примерно 4 пикселей электронного изображения. Это приводит к сглаживанию шума и его маскировке регулярной структурой растра.

Для изображений, используемых только для просмотра на мониторе, например в окне Интернет-броузера следует полностью избавляться от шума, а радиус фильтрации выбирать не более одного пикселя. Дело в том, что шум и ореолы в процессе JPG компрессии могут значительно усилиться.

Фильтр сглаживания (Blur)

Иногда приходится решать обратную задачу, вместо увеличения резкости надо изображение немного "размыть". Это случается при неправильно выбранных параметрах сканирования. Часто размытие применяют и по художественным соображениям. Например, с помощью селекции и фильтра Gaussian Blur, отделяют главный объект изображения от фона.

Этот фильтр управляется одним параметром - радиусом. Чтобы сгладить излишнее действие фильтра Sharp достаточно радиус установить в значение 0.3-0.5 пиксела. Большие значения могут сильно размыть мелкие детали. Для творческих задач радиус фильтрации можно выбирать от 0 до 250 пикселей, но при больших значениях сильно увеличивается время фильтрации, ведь для каждой точки изображения компьютеру придется рассчитывать матрицу с десятками тысяч элементов (250 х 250=62500). Фильтр Blur может помочь и в борьбе с дефектами оригиналов и пылью, которая ухудшает результаты сканирования.

Фильтр ретуширования пыли и царапин (Dust & Stratches)

Неотъемлемым этапом подготовки электронных изображений является очистка их от царапин, пылинок, пятен, засветок и т. д. Это очень трудоемкая операция, особенно, когда размеры изображения велики. Очень часто этот этап приходится делать вручную с помощью клонирующего штампика, так как не создано пока универсальных "умных" процедур, которые бы эффективно распознавали дефекты на фоне мелких деталей изображения.

Но если фон довольно гладкий или детали велики относительно дефектов, то на этих участках можно с успехом применить фильтр Dust & Stratches. Он, также как фильтр Unsharp Mask, ищет скачок яркости на границе дефектов и затем закрашивает их цветом окружающего фона на глубину радиуса. Чтобы отличить дефекты от зерна пленки служит параметр Threshold (порог).

Фильтр добавления шума (Add Noise)

Ретуширующим инструментом может служить фильтр Noise. Он добавляет в изображение шум, т. е. небольшие случайные отклонения яркости и цвета для каждого пиксела изображения и тем самым маскирует дефекты. Этот фильтр бывает полезен для сглаживания "ступеней" в градиентах - это известная проблема растрирования, а также для ретуширования пятен, бликов или "дырок", возникающих при неправильной установке белой точки (см. Статью 1).

Изображения с очень узким тоновым тоновым диапазоном невозможно улучшить без появления шума и ступенчатости в гладком фоне.

Применением фильтра Noise можно улучшить изображение, пострадавшее от чрезмерного расширения тонового диапазона. Это хорошо видно по гистограмме: - из "расчески" она становится вполне приемлемой.

В этом фильтре можно задать два типа генератора шума: uniform - равномерный или "белый" - так его называют в математике, и Gaussian - распределенный по закону Гаусса, а также указать, чтобы изменялась только яркость, а не цвет - monocromatic.

Современные методы послойного ретуширования

Если дефекты относительно малочисленны и локальны, то с ними легко справится просто с помощью клонирующего штампа. Что делать, когда слайд основательно поцарапан, наилучшим решением конечно будет применение масляного слоя между слайдом и стеклом сканера. Масло заполняет дефекты слайда и как бы восстанавливает его поверхность. Это происходит из-за того, что слайд и масло имеют одинаковые коэффициенты преломления.

Вот несколько интересных способов ретуширования массовых дефектов. Смысл одного из них заключается в выделении дефектных областей в режиме Quick Mask.

Надо выбрать подходящую кисть и скрупулезно закрасить все дефекты. Чем точнее выделенная область будет соответствовать поврежденным областям, тем лучше. Сохраните эту маску в отдельном канале. Затем надо дублировать исходный (дефектный) слой и применить к нему ретуширующий фильтр: например Blur или Dust & Stratches. Причем подбирать величину эффекта надо так, чтобы полность удалить дефекты, несмотря на потерю деталей изображения. Теперь осталось взять из отфильтрованного слоя только те области, которые закроют дефекты, это поможет сделать ранее сохраненная маска.

Этот способ несмотря на кажущуюся сложность имеет ряд неоспоримых преимуществ:
- не надо подбирать смещения клонирующего штампа для каждой царапины;
- можно плавно регулировать наложение двух слоев с помощью регулируемой прозрачности.

Недавно появилась новая модификация этого метода с использованием снимка (SnapShot) и ревертирующей кисти (History Brush Tool).

Сначала ко всему изображению применяют ретуширующий фильтр и делают снимок. Не забудьте установить для него в палитре History значок источника . Затем надо вернутся к исходному изображению командой отмены Undo. Таким образом мы получили два варианта изображения: исходное и отфильтрованное. Теперь с помощью ревертирующей кисти можно закрасить все дефекты, используя в качестве источника ранее сделанный снимок.

В особо сложных случаях, когда дефекты поражают мелко детализированные изображения, удобно применять ретушь в отдельном слое. Для этого надо включить в настройках для клонирующего штампа возможность работать на всех слоях (All Layers).

Отдельный слой дает возможность многократно исправлять неудачную ретушь.

Здесь показаны способы подбора ретуширующих смещений для инструмента "Клонирующий штамп".

Иногда полезно проводить ретушь при 200% увеличении. Это конечно требует значительных затрат времени, но зато позволяет применять очень мелкие кисти (1-4 пиксела). Например так можно справиться с ретушированием царапин на градиентном фоне. При исправлении больших области старайтесь действовать не длинными мазками а отдельными пятнами. Еще лучше копировать подобные по цвету и фактуре участки.

Для ретуширования дефектов на темном фоне удобно отключать видимость отдельных каналов.

Отключение видимости каналов помогает не только при ретуши, но и при построении обтравочного контура в глубоких тенях.

В CMYK это обычно канал Cyan. Изображение становится значительно светлее и дефекты более заметными. При этом отключение видимости канала не мешает действовать на нем клонирующему штампу.

Окончание...

Статья опубликована с разрешения Константина Бочкова www.scanclub.narod.ru