Astrodvorek

Snímek okolí obří galaxie NGC4874 v centru kupy v Com, před a po aplikaci jednoduchého filtru
(c) Royal Observatory Edinburgh, Anglo-Australian Observatory, AURA

Existuje řada programů pro odstraňování šumu na digitálních fotografiích. I ty nejjednodušší fungují překvapivě dobře: šum nebo zrno odstraní a samotný obrázek prakticky neovlivní. Lze to využít jak pro fotografie normální (nové ukázky se snímky z normálního digitálního fotoaparátu mám zde), tak i astrofotografie. Mnoho z nich si můžete zadarmo stáhnou z internetu nebo pořídit jako relativně levný shareware. Počasí v poslední době za nic nestojí a tak jsem si jich pár po večerech vyzkoušel:

První, na který jsem narazil už dávno, byl jednoduchý DOSovský prográmek BGSmooth. Je to vlastně upravené Gaussovské rozmazání, s možností nastavení limitního kontrastu, při kterém se ještě rozmazává. Hlavní nevýhodou byla zdlouhavá práce, bez náhledů: obrázek se po aplikaci filtru jen uloží (jako file formátu .tif), musíte ho ale pak něčím prohlédnou, změnit třeba parametry a filtrovat znova dokola, dokud to není uspokojivé. Z druhé strany to ale už skutečně fungovalo, viz třeba zde.
Na stejném principu ale pracují i lepší rozmazávací filtry v grafických editorech, např. "gaussian blurr" v Picture Window nebo "smart blurr" v Adobe Photoshopu. S nimi je práce pochopitelně jednodušší, jsou vidět náhledy a vliv nastavení parametrů lze průběžně sledovat. Samostatný a poněkud sofistikovanější rozmazávací program je třeba SGBNR (ze Selective Gaussian Blur Noise Reduction) s několika dalšími parametry.

Druhá skupina programů provádí dekonvoluci s využitím rozboru charakteru (spektra) šumu ve vybrané oblasti daného obrazu. Vzorkovací plocha se vybírá tak, aby neobsahovala žádné obrazové detaily, jen pokud možno homogenní zašuměnou plochu. Pro optimální výsledek je pak ještě třeba nastavit několik dalších parametrů filtru, k tomu pomáhá dostupný náhled. Známé jsou např. Grain Survery (plugin pro Photoshop) nebo populárnější (freeware) Neat Image.

Pozn.: Od doby, kdy jsem tuto stránku napsal, se hlavně v souvislosti s odšumováním digitálních fotografií objevila řada dalších programů. Dobře hodnocený je komerční (ale levný a v porovnání s dalšími velmi rychlý) Noise Ninja se zabudovanými profily digitálních foťáků, v oblasti free/sharewaru např. také rychlý Noiseware, dále např. Helicon nebo Picture Cooler. U prvních dvou si můžete vedle free verze připlatit na verze kompletnější (batch procesing, víc formátů apod.)

Podrobnosti o tom, jak všechny programy vlastně fungují, najdete na jednotlivých odkazech.

A teď už co jsem zjistil:

1.Rozdíly mezi jednotlivými programy (t.j. mezi výslednými obrázky) ve skutečnosti nejsou příliš dramatické. Se selektivními filtry je práce jednodušší (méně parametrů), pro efektivní práci se SGNBR, GrainSurvery nebo NeatImage je už třeba určitá zkušenost (bez té mi dalo občas dost námahy vůbec se s nimi vyrovnat filtrům jednodušším). Zmíněné novější programy fungují také dobře a více automaticky; hraní s parametry pochopitelně určité zlepšení umožní, není to ale mnohdy příliš výrazné.

2. Velmi záleží na charakteru šumu (zrno, šum skeneru, ..) a typu obrázku. Nejjednodušší případ, jako je ukázka nahoře, zvládnou prakticky všechny bez problému. Jindy jsou rozdíly výraznější a výhoda programů s rozborem šumu se přeci jen projeví.

3. Některé programy ve vyčištěném obrázku vyrobí určité artefakty, často je třeba volit kompromis mezi mírou vyhlazením a zachováním detailů, dobře nevypadá vyhlazení přehnané, někdy je potřeba určité doostření snímku..

Pro možnost vizuálního porovnání jednotlivých programů jsem připravil tuto stránku, výsledky ale příliš prokazatelné vlastně nejsou. Jak už jsem zmínil, účinek jednotlivých filtrů se může lišit pro různé obrázky a hodně záleží na vyladění parametrů, každý si ale sám může vyzkoušet, co mu vyhovuje. Obdobné porovnání (externí, s doporučením pro SGNBR a GrainSurgery) si můžete prohlédnout zde. Velmi kompletní posouzení dokonce 18 takovýchto programů a akcí (dřív tam vyhrával NeatImage, dnes hlavně kvůli rychlosti NoiseNinja) naleznete tady.

Pro vážnější prácí vypadá logicky kombinace Photoshop+GrainSurgery (to doporučuje taky Martin Myslivec; ale pozor: demoverze GS (24 bitů) na výsledný obrázek pro jistotu přidává barevnou mřížku). Z hlediska dostupnosti bude pro mnohé atraktivnější buď slušně funkční demoverze programu NeatImage (omezení na 24 bitů, ukládá jen formát .jpg) nebo úplný (48 bitový, výstup .tif, jen děsně pomalý) free program SGBNR. Velmi dobře vypadá i nový, relativně dostupný a rychlý Noise Ninja, se kterým sám ale zkušenosti nemám. Pro většinu obrázků uspokojivě funguje i gaussovské (PW) nebo "smart"(photoshop) rozmazání, problémem mohou být určité artefakty.
Z novějších filtrů jsou uspokojivé jak rychlý Noiseware, tak i (bohužel ale 3x pomalejší) Helicon, pro astrofotografie se mi osvědčil i PictureCooler (2x pomalejší než Noiseware, ale ostřejší hvězdy bez barevných změn, viz např. ukázka dole na této stránce). Rozdíly ale skutečně příliš velké nejsou: zatímco jeden program může dát nejlepší výsledek pro určitou fotografii, pro jinou to zas může být jiný..

Můj tip: Noiseware. Funkční verze programu zdarma, dobrý interface, velmi rychlý a spolehlivý, přednastavené profily.

10.2.03, poslední úprava 14.12.04

Projekty Přístroje Zpět Pozorování Odkazy


Na závěr pěkný snímek galaxie M101 (autor Libor Šmíd ), před a po použití filtru (zde Picture Cooler). Libor dělá moc hezké snímky a také už během času podstatně zlepšil jejich zpracování, šum by se ale v mnoha případech zlepšit dal.