Бүдгэрсэн зургуудын тод байдлыг сайжруулах програм. Бүдгэрсэн зургийг хэрхэн илүү тод болгох вэ? Сайжруулсан зургуудыг хадгалах. Үнэгүй зураг байршуулах. Сайжруулсан зургийг найзууддаа хэрхэн үзүүлэх вэ

Учир ньбүдэгрэл, төвлөрлийг арилгах бараг юу ч байхгүй. Холбогдох математикийн төхөөрөмжийг ойролцоогоор 70 жилийн өмнө боловсруулж эхэлсэн боловч бусад олон зураг боловсруулах алгоритмуудын нэгэн адил энэ бүхэн саяхан өргөн хэрэглэгдэх болсон. Үзүүлэн болгон хэд хэдэн зургийг энд оруулав.

Баруун талын зургийг 48 битийн форматыг ашиглахгүйгээр зүүн талаас нь авсан (энэ тохиолдолд анхны зургийг 100% сэргээх болно) - зүүн талд нь зохиомлоор бүдгэрүүлсэн ердийн PNG зураг байна. Үүний үр дүнд бид илүү өндөр чанартай зургийг харж байна.

Бүдгэрүүлэх нь эргэлт буцалтгүй үйл ажиллагаа бөгөөд мэдээлэл нөхөж баршгүй алдагддаг гэж олон хүн үздэг, учир нь... Пиксел бүр толбо болж хувирч, бүх зүйл холилдсон бөгөөд том бүдэг радиустай бол та бүхэл бүтэн зураг дээр жигд өнгө олж авдаг. Энэ нь бүхэлдээ үнэн биш юм - бүх мэдээллийг зүгээр л дахин тарааж, өвөрмөц байдлаар сэргээх боломжтой. Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол бүдэгрэх радиустай тэнцүү өргөнтэй зургийн ирмэгүүд бөгөөд бүрэн сэргээх боломжгүй юм.

Үүнийг ашиглан үзүүлье жижиг жишээнэг хэмжээст хэргийн хувьд. Бидэнд утгууд бүхий пикселийн эгнээ байна гэж төсөөлөөд үз дээ:

x 1 | x 2 | x 3 | x 4 … - Эх зураг.

Гажуудал хийсний дараа пиксел бүрийн утгыг зүүн талынхтай нэгтгэнэ, өөрөөр хэлбэл. x" i = x i + x i-1 . Бид мөн 2-т хуваах хэрэгтэй, гэхдээ хялбар болгох үүднээс энэ алхмыг орхих болно. Үүний үр дүнд бид пикселийн утгатай бүдгэрсэн зурагтай байна:

x 1 + x 0 | x 2 + x 1 | x 3 + x 2 | x 4 + x 3 … - Бүдгэрсэн зураг.

Одоо үүнийг сэргээхийг хичээцгээе. Схемийн дагуу утгуудыг гинжин хэлхээний дагуу дараалан хасъя: хоёр дахь пикселээс - эхнийх, гурав дахь нь - хоёр дахь, дөрөв дэхээс - гурав дахь пикселийн үр дүн гэх мэт. Бид авах:

x 1 + x 0 | x 2 -- x 0 | x 3 + x 0 | x 4 -- x 0 … - Сэргээгдсэн зураг.

Үүний үр дүнд бүдгэрсэн зургийн оронд бид анхны зургийг авсан бөгөөд пикселүүдэд үл мэдэгдэх тогтмолыг нэмсэн. x 0 ээлжлэн тэмдэгтэй. Энэ нь аль хэдийн илүү сайн болсон - энэ тогтмолыг нүдээр сонгож болно, бид энэ нь ойролцоогоор утгатай тэнцүү гэж үзэж болно x 1 , хөрш зэргэлдээх пикселүүдийн утгууд аль болох бага "үсрэх" гэх мэт шалгуураар автоматаар сонгож болно. Гэхдээ бид чимээ шуугиан нэмэхэд бүх зүйл өөрчлөгддөг (энэ нь бодит зураг дээр үргэлж байдаг). Тайлбарласан схемийн дагуу алхам бүрт дуу чимээний нийт бүрэлдэхүүн хэсэг дэх хувь нэмэр хуримтлагдах бөгөөд энэ нь эцсийн дүндээ хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй үр дүнд хүргэж болзошгүй юм. Гэхдээ бидний харж байгаагаар ийм анхдагч байдлаар сэргээн засварлах нь нэлээд боломжтой юм.

Гажилтын үйл явцын загвар

Одоо бид гажуудал, нөхөн сэргээх үйл явцын талаар илүү албан ёсны бөгөөд шинжлэх ухааны тайлбар руу шилжье. Бүрэн өнгөт зургийг боловсруулахын тулд RGB өнгөт суваг бүрт шаардлагатай бүх алхмуудыг давтах нь хангалттай гэж бид зөвхөн хагас өнгөт хар цагаан зургийг авч үзэх болно. Дараах тэмдэглэгээг танилцуулъя.

f(x, y) - анхны гажилтгүй зураг.

h(x, y) - гажуудлын функц.

n(x, y) - нэмэлт дуу чимээ.

g(x, y) нь гажуудлын үр дүн, i.e. Үүний үр дүнд бидний харж буй зүйл (бүдгэрсэн эсвэл фокусгүй зураг).

Гажилтын үйл явцын загварыг дараах байдлаар томъёолъё.

g(x, y) = h(x, y) * f(x, y) + n(x, y) . (1)

Гажуудсан дүрсийг сэргээх ажил бол анхны зургийн f"(x,y) хамгийн сайн ойролцооллыг олох явдал юм. Бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийг илүү нарийвчлан авч үзье. f(x, y) болон g(x, y)-ийн хувьд бүх зүйл нэлээд юм. h(x, y ) функцэд дүн шинжилгээ хийцгээе: гажилтын явцад анхны зургийн пиксел бүр нь фокусын цэг болж, энгийн бүдэгрэх тохиолдолд сегмент болж хувирдаг. Эсвэл бид үүнийг хэлж болно. Өөрөөр хэлбэл, гажуудсан зургийн пиксел бүрийг анхны зургийн тодорхой ойролцоох пикселүүдээс "угсрах" болно. Энэ бүхэн бие биен дээрээ наалдсан бөгөөд үр дүнд нь бид гажсан дүрсийг олж авдаг. Нэг пикселийн функц түрхсэн эсвэл цуглуулсан бол гажуудлын функц гэж нэрлэдэг.

Бусад синонимууд нь PSF (Цэг тараах функц, өөрөөр хэлбэл цэгийн түгээлтийн функц), гажуудлын операторын цөм, цөм болон бусад. Энэ функцын хэмжээ нь зургийн хэмжээнээс бага байна. Жишээлбэл, жишээг анх авч үзэхэд функцийн хэмжээс нь 2 байсан, учир нь пиксел бүр хоёроос бүрдсэн.

Функцуудыг гажуудуулах

Харцгаая, ердийн гажуудлын функцууд ямар харагддаг. Бид стандарт хэрэгсэл болох Matlab-ийг ашиглах болно; энэ нь зураг боловсруулах олон төрлийн туршилт хийхэд шаардлагатай бүх зүйлийг агуулдаг бөгөөд алгоритмууд дээр анхаарлаа төвлөрүүлж, бүх ажлыг функцын сангууд руу шилжүүлэх боломжийг олгодог. PSF төрлийн жишээ энд байна:

fspecial("gaussian", 30, 8) ашиглан Гауссын бүдэгрэл гарсан тохиолдолд PSF.

fspecial("хөдөлгөөн", 40, 45) функцтэй тосолгооны үед PSF.

Өөр функцэд гажуудуулах функцийг ашиглах үйл ажиллагаа (д энэ тохиолдолдзураг руу) -ийг эргэлт гэж нэрлэдэг, i.e. Анхны зургийн зарим хэсэг нь гажигтай зургийн нэг пиксел болгон хумигдсан. "*" оператороор тэмдэглэгдсэн (үржүүлэхтэй андуурч болохгүй). Математикийн хувьд MxN хэмжээстэй f дүрс ба mxn хэмжигдэхүүнтэй h гуйвуулах функцийн хувьд үүнийг дараах байдлаар бичнэ.

g(x,y) = h(x,y)*f(x,y) = h(i,j)f(x+i,y+j). (2)

Хаана, . Эргэлтийн урвуу үйлдлийг deconvolution гэж нэрлэдэг бөгөөд ийм асуудлын шийдэл нь өчүүхэн биш юм.

Би та бүхний анхааралд бүдгэрч, төвлөрлийг арилгах smartdeblur програмыг танилцуулж байна. Түүний анхны түгээлтүүд болон эх сурвалжуудыг github.com/Y-Vladimir/SmartDeblur хаягаас татаж авах боломжтой бөгөөд хамгийн сүүлийн үеийн төлбөртэй түгээлтүүдийг smartdeblur.net дээрээс авах боломжтой.

Бүдгэрсэн зургийг боловсруулах үр дүнг доороос харж болно. Гэрэл зургийг хүлээн авлаа Canon камер 500D, EF 85мм/1.8 линз. Бүдгэрүүлэхийн тулд гарын авлагын горимд анхаарлаа хандуулаарай. Таны харж байгаагаар текстийг унших боломжгүй тул энэ нь ямар нэгэн харилцах цонх юм гэж та таамаглаж болно.

Мөн энэ нь боловсруулалтын үр дүн юм:

Зарим гажуудал байгаа ч бараг бүх текстийг унших боломжтой.

Онолыг санацгаая

Гажуудлын үед анхны зургийн пиксел бүр нь сегмент (хэвийн бүдэгрэх үед) эсвэл толбо (фокусыг арилгах үед) болдог. Энэ бүхэн давхардсан бөгөөд үр дүн нь гажигтай гэрэл зураг юм - үүнийг дүрсний эвдрэл эсвэл мушгиа гэж нэрлэдэг. Нэг пикселийг түрхэх хуулийг гажуудлын функц буюу PSF (Цэг тараах функц) гэж нэрлэдэг.

Зургийг сэргээхийн тулд бид эргэлтийг эргүүлэх (урвуу) хийх хэрэгтэй, гэхдээ дуу чимээг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Гэхдээ энэ нь тийм ч энгийн зүйл биш юм. Эвлэлийн теорем ба Фурьегийн хувиргалт нь аврах ажилд ирдэг. Энэ блог дээр онолыг илүү дэлгэрэнгүй тайлбарлах нь зохисгүй гэж би бодож байна. Бичлэгийн гол зорилго нь програмын холбоосыг өгч, юу хийж чадахыг хэлэх явдал юм. Хэрэв та онолын асуудлуудыг сонирхож байгаа бол зохиогч гурван нийтлэлээ зориулав.

• habrahabr.ru/post/136853
• habrahabr.ru/post/147828
• habrahabr.ru/post/152885

Тодорхойлолт

SmartDeblur нь фокусгүй, бүдгэрсэн зургуудыг сэргээж байгааг харуулж байна.

Үндсэн функцууд:

• Өндөр хурдтай. Урьдчилан үзэх горимд 2048*1500 нарийвчлалтай зургийг боловсруулахад 300 мс орчим зарцуулдаг.
• Бодит цагийн тохиргоог сонгох. Урьдчилан харах товчийг дарах шаардлагагүй, бүх зүйл автоматаар хийгддэг, та зүгээр л тохиргооны гулсагчийг зөөх хэрэгтэй.
• Зургийг бүрэн нарийвчлалтайгаар боловсруулдаг. Урьдчилан харах жижиг цонх эсвэл Хэрэглэх товчлуур байхгүй.
• Фокусгүй, бүдэг бадаг зургийг сэргээж байна
• PSF харагдацыг тохируулж байна

Гол ач холбогдол нь боловсруулалтын хурд байв. Үүний үр дүнд энэ нь арилжааны аналогиас давуу юм.

Үнэн бол энэ програм нь олон тооны функц, алдаатай байдаг - зарим утгаараа зураг нь долгионоор бүрхэгдсэн байдаг.

Харьцуулалт

Боловсруулалтын чанарыг төлбөртэй аналогитай харьцуулж үзье.
Хамгийн алдартай 2 програмыг авч үзье:

1. Топаз InFocus - topazlabs.com/infocus
2. Focus Magic - focusmagic.com

Бид тэдний албан ёсны вэбсайт дээрх зар сурталчилгааны зургийг авах болно - энэ нь програмын параметрүүд оновчтой байх баталгаа юм (хөгжүүлэгчид зар сурталчилгааг сайт дээр нийтлэхээс өмнө зургийг сайтар сонгож, тохиргоог сонгосон байх магадлалтай).

Тосолгооны нөхөн сэргээлт:

topazlabs.com/infocus/_images/licenseplate_compare.jpg

Дараах параметрүүдээр боловсруулалт хийх:

Topaz InFocus вэбсайт дээрх үр дүн:

Хоёрдахь жишээ бол фокусын нөхөн сэргээлт юм.

Focus Magic вэбсайтаас жишээ авъя: focusmagic.com/focusing-examples.htm

Фокусаас гадуур зурагнууд ямар нэг шалтгааны улмаас улам бүр түгээмэл болж байгаа ч Instagram гэх мэт хүмүүсийн дуртай шүүлтүүр байхгүй бол ядаргаатай байх хандлагатай байдаг. Та зураг нь бүдэг, чичиргээтэй байгааг олж мэдэхийн тулд цорын ганц гэр бүлийн видео бичлэг хийх гэж оролдсон гэж бодъё.

Photoshop дээр ямар ч будлиангүйгээр зургийг хурцалж чаддаг програмууд байдаг. Ихэнх тохиолдолд бүдэг бадаг гэрэл зураг эсвэл видеог хэзээ ч тод, үзэсгэлэнтэй хуулбарлахгүй ч эдгээр хэрэгслийг ашиглан бичлэгийг бага зэрэг илүү сайн харагдуулахын тулд чухал нарийн ширийн зүйлийг сэргээж, тод байдлыг сэргээж болно.

Та хэд хэдэн анхаарал төвлөрөлгүй гэрэл зургуудыг авч, сэтгүүлийн нүүр шиг харагдуулахаар засварлана гэж төсөөлж ч чадахгүй ч эдгээр программыг ашиглан CSI маягаар ажиллаж, гайхалтай үр дүнд хүрэх боломжтой.

Бүрэн үнэгүй програм, үүнийг хүссэн хэмжээгээрээ ашиглах боломжтой бөгөөд олон талаараа Focus Magic-ээс илүү найрсаг. Нөгөөтэйгүүр, түүний ажиллагаа тийм ч тогтвортой биш (програмыг турших үед, ялангуяа хэт хүнд зураг ачаалах үед програм хэд хэдэн удаа царцсан) бөгөөд програмын гаргаж буй үр дүн өөр байж болно.

SmartDeblur-д хэд хэдэн ашигтай функцууд байдаг - томруулах сонголт, мөн цонхонд тохируулах сонголтууд. Та мөн "Эх хувийг харуулах" дээр дарж үр дүнг эх хувилбартай харьцуулах боломжтой. Зургийг бүхэлд нь үзэх боломжтой. Хөтөлбөр нь бүдгэрсэн текстийг уншихын тулд хэрхэн хурцлах талаар сурах жишээг агуулдаг.

Энэ хэрэгслийг өөрийн зурган дээр туршиж үзээд Focus Magic шиг сайн ажиллахгүй байгааг олж мэдсэн. Гэхдээ би авч чадсан сайн үр дүнтекст агуулсан зурагтай.

• Давуу тал:Үнэгүй, ээлтэй интерфэйстэй, зураг дээрх бүдэг текстийг уншихад маш хэрэгтэй.
• Сул талууд:Тогтвортой биш, бодит зураг дээр тийм ч сайн ажиллахгүй байна (гэхдээ програмаа өөрөө туршиж үзээрэй).

Алдагдсан хэсгүүдийг сэргээх гэж оролдох нь CSI дээр ажиллаж байгаа мэт санагдах боловч гайхалтай зүйл хүлээх хэрэггүй.

Focus Magic

Focus Magic бол зөвхөн хурцлах хөтөлбөр биш юм. Тэдний вэбсайтад бичсэнээр, тэд "гар шиг бүдэгрэлтийг арилгах дэвшилтэт шүүх эмнэлгийн deconvolution технологи" ашигладаг. Онолын хувьд энэ апп нь алдагдсан нарийн ширийн зүйлийг сэргээснээр фокусгүй зураг, бүдэг видеог зохицуулах боломжтой. Гэхдээ энэ нь үнэхээр ажилладаг уу?

Focus Magic нь автомат хэрэгсэлээс хол байна. Үнэгүй туршилтын хувилбар нь зөвхөн 10 үйлдэл хийх боломжийг олгодог тул энэ нь маш том сул тал юм. Үүний дараа та бүрэн лиценз худалдаж авах шаардлагатай бөгөөд энэ нь 45 долларын үнэтэй болно. Зургийг ачаалсны дараа та эхлээд анхаарлаа төвлөрүүлэх, хөдөлгөөний бүдэгрэлтийг арилгах, фокусыг арилгах эсвэл дүрсийг хог хаягдлаас цэвэрлэх эсэхээ шийдэх хэрэгтэй. Дараа нь параметрүүдийг тохируулах урт процесс эхэлнэ.

Зургийн жижиг хэсгийг л урьдчилан харах боломжтой тул зургийг бүхэлд нь сайн үр дүнд хүргэхийн тулд олон оролдлого хийх шаардлагатай болно.

• Давуу тал:Энэ нь үнэхээр сайн үр дүнд хүрч чадах мэргэжлийн хэрэгсэл шиг харагдаж байна.
• Сул талууд:Ажил нь олон оролдлого шаарддаг боловч үнэ төлбөргүй хувилбарын хэрэглэгч зөвхөн 10 ширхэгтэй байдаг.Үүнээс гадна масштабыг өөрчлөх (томруулах) сонголт байхгүй бөгөөд энэ нь тохиромжгүй юм.

Хэрэв танд тэвчээр, мөнгө байгаа бол та энэ програмыг ашиглан зургийнхаа тод байдлыг эргүүлэн авчрах боломжтой.

Өрсөлдөгчдөөсөө ялгаатай нь програм нь хэд хэдэн онцлог шинж чанартай байдаг: маш дэлгэрэнгүй заавармөн өөрийгөө хангах чадвар. Бие даах чадвар гэдэг нь хэрэв та хүсвэл тохиргооны хүнд ачааг үүрэх хөтөлбөрийн чадварыг хэлж байна. Хэрэв та юу хийж байгаагаа мэдэж байгаа бол нэмэлт тохиргоонд хандах боломжтой, гэхдээ энэ нь огт шаардлагагүй юм.

Сургалт дууссаны дараа та боловсруулалтыг эхлүүлж болно. Үүнийг хийхийн тулд улаан дөрвөлжин хэсгийг бүдгэрүүлсэн хэсэгт байрлуулж, "Process" товчийг дарна уу. Ихэнх тохиолдолд ийм л байна. Хэрэв та үр дүнд сэтгэл хангалуун бус байвал квадратыг өөр газар шилжүүлж, дахин оролдоно уу. Аппликейшн нь үүргээ сайн биелүүлж, зарим бүдэг бадаг зургуудыг зохистой болгож чадсан.

Таны харж байгаагаар сул тал нь таны ашиглаж буй бүх зураг дээр хэрэглэгддэг усан тэмдэг юм үнэгүй хувилбарпрограмууд. Хэрэв танд энэ програм үнэхээр таалагдаж, усан тэмдгийг арилгахыг хүсч байвал лиценз танд 39 долларын үнэтэй болно.

• давуу тал: Ашиглахад хялбар, боловсруулалтын үр дүн сайн, тексттэй харьцуулахад муу.
• Сул талууд:Боловсруулсан бүх зураг усан тэмдэгтэй байна. Тусгай зөвшөөрөл нь 39 долларын үнэтэй.

дүгнэлт

Итгэнэ үү, үгүй ​​юу, би энэ сэдвийг судалж хагас өдөр зарцуулсан. Олон тооны бүдэг гэрэл зураг, видеог хурцлах гэж оролдсоны дараа би нэг зүйлийг ойлгосон - тэр даруй сайн материал авах нь дээр. Гэхдээ ямар нэг шалтгааны улмаас А төлөвлөгөө бүтэхгүй бол дээрх програмууд таны материалаас ямар нэг зүйлийг шахаж авах боломжтой, гэхдээ энэ нь таны юунд хүрэхийг хичээж байгаагаас шалтгаална.

Харамсалтай нь орчин үеийн гэрэл зургийн тоног төхөөрөмж төгс биш юм. Хамгийн үнэтэй камер ч гэсэн онцгой байдлын үед доголдож болно. Ямар нэг ер бусын зүйл тохиолдоход хүн камераа гаргаж, хаалтыг дарах боловч бодит байдал дээр зураг бас гарч ирдэг. бүдэг, мөн алдагдсан мөчийг эргэж ирэх боломжгүй болно. Энэ тохиолдолд шинэ програм хангамжийн алгоритм туслах болно SmartDeblur.

Програм SmartDeblurҮүнийг Владимир Южиков бүтээсэн бөгөөд хамгийн чухал хоёр асуудлыг нэг бүтээгдэхүүнээр шийдэхийг оролдсон бөгөөд үүний улмаас зураг бүдгэрч байна. Фокус муутай, хаалт нээлттэй үед камерын хөдөлгөөнөөс болж зураг муудаж магадгүй. Эдгээр хоёр алдааны аль нэг нь ихээхэн сүйрэлд хүргэж болзошгүй юм гэрэл зурагГэсэн хэдий ч Владимир чанар муутай нь түүхэнд бүрэн алдагдаагүй гэдэгт итгэлтэй байна.

Төслийн зохиогч SmartDeblurБүдгэрсэн гэрэл зурагтай байсан ч гэсэн зураг дээр шаардлагатай бүх пикселүүд байгаа боловч эдгээр пиксел тус бүр нь хоёр хэмжээст орон зайд онцгой байдлаар бүдгэрдэг. Энэ асуудлыг даван туулахын тулд энэ бүдгэрэлтийг арилгах арга замыг хайж, пиксел бүрийг зохих газарт нь байрлуулах шаардлагатай. Гайхамшиг тохиолддоггүй, алгоритмSmartDeblur ид шид шиг зөвшөөрдөггүй шидэт савааХэт тод, мэргэжлийн чанартай зураг аваарай. Гэсэн хэдий ч үр дүн нь гайхалтай биш юм. Хөтөлбөр нь зургийн параметрүүдийг тохируулах "гулсагч" бүхий энгийн бөгөөд ажиллагаатай интерфейстэй. Хөтөлбөрийн чадварыг эзэмших нь түүнийг ажиллуулах явцад тохиолддог. Хүссэн зургаа байршуулж, хэдэн гулсагчийг хөдөлгөж, санал болгож буй үр дүнг үнэлнэ үү. Энэ хэрэгсэл нь гайхалтай гүйцэтгэлтэй бөгөөд хэрэглэгчийн хийсэн бүх өөрчлөлтийг бодит цаг хугацаанд харуулдаг.

Дэлгэцийн агшин:

Хөтөлбөрийн онцлогууд:

Энгийн, ойлгомжтой интерфэйс Өндөр хурдтай. 2048*1500 пикселийн хэмжээтэй зургийг боловсруулахад Урьдчилан харах горимд (тохиргооны гулсагчийг зөөх үед) 300 мс, Дуусгах горимд (тохиргооны гулсагчийг суллах үед) 1.5 секунд зарцуулдаг. Бодит цагийн горимд параметрүүдийг сонгох. Урьдчилан харах товчийг дарах шаардлагагүй, бүх зүйл автоматаар хийгддэг, та зүгээр л гажуудлын тохиргооны гулсагчийг хөдөлгөж, зургийг бүрэн нарийвчлалтайгаар боловсруулдаг. Тэдгээр. Урьдчилан харах жижиг цонх эсвэл Хэрэглэх товчлуур байхгүй. Бүдгэрсэн болон фокусгүй зургуудыг сэргээхэд дэмжлэг үзүүлнэ. PSF харагдах байдлыг тохируулах боломжтой