Nástroje pro redukci šumu 

Automatické čističe obrázků

Pokud jste někdy byli u moře, určitě si vzpomínáte, jak krásně šumí. Jestliže se však šum přenese i na fotografie, už to taková krása není. Chip vám ukáže několik nástrojů, pomocí kterých je možné účinně zredukovat šum na fotografiích. 

Proč vlastně vzniká šum na fotografiích? Nejčastěji je to způsobeno špatnými světelnými podmínkami, kdy fotoaparát zvolí příliš velkou citlivost (ISO). Vyšší citlivost má tu výhodu, že i při nízké intenzitě osvětlení jsou objekty stále ještě dobře viditelné a čas uzávěrky může být dostatečně krátký na to, aby objekty na snímku nebyly rozmazané. Za kratší čas bohužel platíme právě nutnou vyšší citlivostí, a tedy zvýšeným šumem. 
Pokud fotíte se stativem, můžete na přístroji nastavit dlouhý čas (řádově několik sekund) a nízké ISO (100). Takto je samozřejmě možné fotit jen nehybné objekty. To je ovšem případ, se kterým se většina amatérských fotografů setká jen málokdy. Fotoaparáty většinou zvolí kratší čas a vysoké ISO (400), profesionální přístroje mohou dosahovat citlivosti ISO až několik tisíc. Jejich výhodou je však větší snímač než u běžných kompaktů. Proto fotografie z profesionální zrcadlovky s ISO 3200 mají množství šumu na úrovni kompaktů s ISO třeba 200.

 

Jak to dělají profesionálové 
Profesionální fotografové by s popisovanými programy asi nevystačili. Ve většině případů používají Photoshop (recenze poslední verze byla v Chipu 4/04). S jednou fotografií si hrají hodiny a hodiny. Nezpracovávají celou fotografii najednou, ale po malých plochách, které postupně zvětšují na větší oblasti. Používají podobné nástroje, jako jsou testované programy, ale mnohem sofistikovanější. Jen možností rozmazání zde existuje osm druhů, a ty se dále podrobně upravují. Dalšími silnými nástroji jsou kupříkladu klonovací razítko nebo záplata. Používání těchto hi-end programů však vyžaduje určitou znalost jak grafiky, tak ovládání a významu nástrojů. Nemalou vadou na kráse je cena profesionálních programů, která rozhodně není „lidová“. 

 

Na monitoru lepší než ve skutečnosti?
Ačkoliv fotografie vypadá na monitoru často velmi pěkně a bez šumu, po vyvolání nebo vytištění je obrázek zašuměný. Čím je to způsobeno? Je to docela jednoduchá matematika. Pojďme si trochu započítat. Běžná 3,1megapixelová fotografie má rozlišení 2048 x 1536 obrazových bodů. Dnešní monitory používají běžně rozlišení 1024 x 768 bodů, tj. 0,78 megapixelu. Při přesném počítání zjistíme, že je využita pouze ¼ rozlišení fotografie. Zbytek je pak různými výpočty vynechán. Často dochází právě k eliminaci pixelů, které tvoří šum. Naopak při vyvolání není vynechána žádná grafická informace a fotografie je tak dokonalá, že nevynechá žádny detail, tedy ani šum.

Šum a jeho odstranění

Jak se šum odstraňuje? Vyhledat pixely, které jsou ve skutečnosti šumem, je pro současný software stále dost problematický úkol. Jen lidské oko dokáže spolehlivě určit, který pixel bude správný a který bude šumem. Ale označování chybných pixelů ručně také není tou nejlepší cestou. Proto se u valné většiny programů používá postup rozmazáním. Existuje velké množství způsobů, jak se dá fotografie rozmazat, aniž by došlo ke ztrátě důležité zachycené informace. Prakticky se jedná o to, že většina objektů se skládá z pixelů, které na sebe navazují – změna mezi sousedními pixely je jen minimální. Ale pokud je některý z pixelů příliš odlišný, bude na fotografii vyprůměrován podle okolních pixelů. Zní to velmi pěkně a účinně, ale nevýhoda tohoto postupu se projeví při náhlých barevných přechodech a ostrých hranách, kdy tyto výrazné přechody už nejsou tak výrazné a působí neostrým dojmem. Pak už záleží na inteligenci programů, jak si s takovými problémy poradí. Pojďme se tedy na některé podívat.

 

 

 

AbsoluteDeNoiser
Tento program je určen úplným začátečníkům, kteří své fotografie nechtějí příliš upravovat, jen chtějí zlepšit jejich vzhled. Software je uživatelsky příjemný a retuš se provádí ve třech krocích. Prvním krokem je Edging. Program se pokusí vyhledat hrany, které budou později vyjmuty z rozmáznutí, aby fotografie neztratila ostrost. Stačí vybrat požadovanou intenzitu a přejít ke druhému kroku. Pod názvem Surfacing se skrývá funkce pro porovnávání a samotné vyprůměrování pixelů. Přednastavené hodnoty doporučuji zachovat defaultní. Poslední fáze se jmenuje Texturing. Jde o konečnou úpravu fotografie. Projdou se provedené změny a zjistí se, jestli nebyly vypuštěny důležité detaily. 
Poté již stačí kliknout na první ikonu Process, která uplatní provedené editace. Pro běžné fotografie je výpočet dokončen během několika desítek sekund. Kliknutím na ikonu diskety pak můžete retuš uložit. Jako výstupní formát se dá použít jen PNG. Možnost exportu do JPG, TIFF nebo BMP bohužel chybí. Značnou výhodou programu je, že je možné jej používat zdarma a že jej dokáže ovládat i začátečník. Pro běžnou redukci šumu je dostačující. 


 

CleanSkinFX
Program funguje na stejném principu. Odstraňuje pixely, o kterých si myslí, že by zde být neměly. Spíše než pro redukci šumu jako takového je však aplikace lepší pro vyhlazování (jak je z názvu skin patrné) kůže. A výsledky jsou fascinující. Možnosti nastavení jsou prakticky jen dvě. První, Enhance Pink, jemně posune barvy spektra k „obličejové“ barvě. Tuto možnost nepoužívejte, pokud neupravujete zrovna eurasijské rasy. Druhá možnost, Double Clean, projde fotografii dvakrát. Znamená to dvojnásobný čas výpočtu. 
Tento odstraňovač šumu se hodí pouze na odstranění šumu v obličeji nebo na fotografiích, kde převažují lidé. Úspěšně dokáže vyretušovat také drobné vady krásy na obličeji. Výsledek je podobný profesionálním programům, ale na úpravy fotografií krajiny je tento program nevhodný. 

 

HotPixels Eliminator
Další produkt od firmy Mediachance se nazývá HotPixels Eliminator. Většina zkušenějších fotografů se s pojmem „vypálený pixel“ určitě setkala. Ne vždy musí jít nutně o chybu v elektronice aparátu, přesněji CCD snímače. Vypálené pixely mohou vznikat kvůli smítkům prachu, vlivem velké teploty při fotografování a z mnoha dalších důvodů. Výsledek se projeví tak, že na zhotovené fotografii je spousta světlých bodů, které zde být nemají. Obyčejným rozmazáním fotografie by se podařilo tyto body redukovat, ale došlo by ke snížení ostrosti celé fotografie. Program HotPixels prochází celou fotografii a hledá chybné body. Ty se potom snaží redukovat pouze místně. Pokud máte fotografie, na kterých jsou takové body, určitě se vám podaří tento šum pomocí HotPixels podstatně zredukovat. Bylo by ovšem na místě zjistit, proč tyto chyby vznikají. Občas skutečně může jít o hardwarovou chybu fotoaparátu. 

Image Brodway
Image Brodway je středně velký program na úpravu fotografií. Kdybych jej měl přirovnat k nějaké konkurenční aplikaci, byl by to Paint Shop Pro. Zaměřme se však na funkci odstranění šumu. Po otevření fotografie stačí vybrat pod položkou Filter příkaz Despeckle (překlad by zněl jako „odstranění smítka“). Není zde žádná možnost nastavení, výsledek je však uspokojující. Asi by neškodila možnost nastavení intenzity filtru. Program je shareware a demoverzi (která se nachází i na našem Chip CD) můžete bezplatně zkoušet 30 dní. 

 

 

 

 

Neat Image
Hledáte-li vynikající program pro redukci šumu, který je navíc pro nekomerční účely zdarma, je Neat Image jasnou volbou. Přestože obsahuje opravdu podrobné možnosti nastavení, jeho ovládání zůstává jednoduché a přehledné. Celý postup se dá rozdělit do tří kroků. Po otevření zdrojového souboru zvolíte bod Device Noise Profile. Tady dochází ke kalibraci fotografie před samotným odstraněním šumu. Upravuje se zde barevný nádech obrázku a jiné detaily. Je-li však fotografie správně vyvážená, stačí ponechat standardní průchod. 
Druhým krokem k dokonalému obrázku je samotné odstranění šumu. Pokud skutečně víte, co chcete, a nebojíte se experimentovat, máte možnost vybrat si z velkého množství různých nastavení, včetně různé aplikace barev složky RGB. Jestliže budete fotografie tisknout na tiskárně, oceníte možnost převést fotografii do jiného typu barevné složky. Náhled toho, jak by to mohlo vypadat, se zobrazí ve výběru na snímku. Pokud se vám některé z experimentů vydaří, můžete si nastavení uložit do souboru. Jestliže experimentujete neradi, zkuste využít některé z pěti předpřipravených nastavení. 
Posledním krokem k cíli je Output image. Zde kliknete na Apply, aby se filtr aplikoval na celou plochu snímku. Výpočet je docela náročný, takže si chvíli počkáte, obzvláště u velkých fotografií. Poté stačí snímek uložit do souboru. K dispozici je bohužel jen formát JPG, další formáty jsou pouze v placených verzích programu. Neat Image je nepochybně nejlepší program pro redukci šumu fotografií v našem testu. 
 
Název programu AbsoluteDeNoiser 1.2 ClieanSkinFX 1.0 HotPixels Eliminator 1.1 Image Brodway 4.5 Neat Image 1.0
Info absolutedenoiser.free.fr www.mediachance.com www.mediachance.com www.filestream.com/ib www.neatimage.com
Jazyk rozhraní angličtina angličtina angličtina angličtina angličtina
Operační systém Windows 95 a vyšší, Linux Windows 95 a vyšší Windows 95 a vyšší Windows 95 a vyšší Windows 95 a vyšší
Podmínky šíření / cena freeware freeware freeware shareware / 70 USD freeware
Velikost souboru [MB] 16,6 0,55 0,55 7,2 1,3
Stručná charakteristika V Javě napsaný program, který dokáže zredukovat šum na fotografiích ve třech krocích. Není třeba znát žádné speciální postupy nebo význam nástrojů, stačí jen tři kroky a šum je účinně zredukován. Nevýhodou je možnost exportu pouze do PNG formátu. Pokud potřebujete vyhladit šum, smítka či jiné vady v obličeji a na kůži, budete jen s obtížemi hledat kvalitnější program. Přestože nenabízí prakticky žádnou možnost nastavení retuše, jeho výsledky jsou až překvapivě dobré. Když k tomu přidáte výhodu jednoduchého ovládání, máte opravdu silný nástroj pro retuš digitální fotografie. Při focení digitálním fotoaparátem se může čas od času stát, že na fotografii jsou "přepálené" pixely rozsypané jako mák. Mohou být způsobeny přiliš dlouhým časem expozice u nekvalitních aparátů, ale také hardwarovou chybou. Ať tak, nebo tak, tento program dokáže tyto body učinně zredukovat. Program pro editaci fotografií střední třídy. Kromě odstraňování šumu má ještě množství jiných filtrů, které můžete také vyzkoušet. Dále obsahuje několik nástrojů pro kreslení a další funkce. Odstranění šumu ve třech krocích. Obsahuje velké množství nastavení jednotlivých kroků. Výsledky jsou velice kvalitní. V tomto oboru je Neat Image jedním z nejlepších programů vůbec.

 

Závěr

Všechny programy nás mile překvapily tím, co všechno umí. S rozšiřováním digitálních fotoaparátů se také rychle rozšířila nabídka softwaru pro editaci fotografií. Pokud ještě před několika lety byly podobné úpravy vyhrazeny jen drahým a složitým programům, dnešní freewarové aplikace zastanou svou funkci stejně dobře. Samozřejmě, nejsou pro profesionální použití, ale pro domácí fotografie naprosto vyhovují. Z dané pětice je suverénně nejlepším programem Neat Image. S tímto nástrojem se můžete směle pustit do každé fotografie a po chvíli zkoušení bude výsledek téměř profesionální. Při úpravě fotografií lidí – přesněji kůže, či lépe obličeje – dosáhnete nejrychleji kvalitního výsledku s programem CleanSkinFX. Každému však bude vyhovovat něco jiného, proto neváhejte a zkoušejte. Všechny programy naleznete na Chip CD.

Vratislav Klega