Борьба с шумами в изображениях

[LeonidOS]

Поговорим о том кто и как борется с шумами...
Например.


Я не говорю что это идеал, так что давайте обсуждать. Что важно не потерять при "просеивании" шумов и т.д.

[LittleRacoon]

Во-первых, исходный кадр уже достаточно пожат, чтоб из него можно было конфетку делать. Ну и соответственно обработка усугубила. Да и добавила своё. Например те самые ореолы.
Вот шо это такое в центре ? М13 ? Ужос какой-то сферохроматичный это, а не М13.

[LeonidOS]

Это М3. Возможно, надо попробовать на непожатом. Ореолы присутствуют, согласен. Это все вопрос компромисса, думаю можно найти приемлемое решение для конкретного кадра.

[CombaSoft]

Нужна серия кадров. Кадры усредняем, шумы уменьшаются в корень из числа кадров раз.

[LeonidOS]

Ок, есть такая тема, а если одиночный?

[CombaSoft]

Можно залить черным все уровния яркости, выше которых шумы не поднимаются. Можно посмотреть в каких пространственных частотах шум максимальный и эти частоты зарубить (избирательный гауссовский блюр), можно уменьшить картинку вдвое и более.
Так или иначе, все способы обработки одиночного кадра наносят ущерб картинке.

[LeonidOS]

Ну уменьшить это не выход. В конечном счете все методы борьбы с шумами сводяться к размытию... В моей области, где в изображении тоже часто присутствуют шумы, эти программы, очень помогают (хотя конечно практически такого же результата можно добиться и в фотошопе, ручками). Есть и другой выход, увеличить качество (а значит и время, причем в неометрической прогрессии) просчета изображения.

[CombaSoft]

Что значит "увеличить качество" и при чем здесь время ?
Можно попробовать разработать специфический алгоритм выделения изображения из шумов, основывающийся на некоторых известных свойствах выделяемого объекта. Однако в случае, когда природа объекта на картинке неизвестна и выделить его из шума не представляется возможным, то здесь остается только одно - усреднение серии кадров одного и того же объекта.
Например, есть снимок звездного неба, снятый цифромылом, выдержка 15секунд. Заранее известно, что никаких туманностей и сколь-либо протяженных объектов на снимке нет, есть лишь звезды. Звезды мы зрительно можем выделить на фоне(фоне шумов или шумов + рыжего городского неба) - т.е. впринципе есть алгоритм, способный выделить информацию на одиночном снимке, основывающийся на некоторых ее специфических свойствах. Однако нет возможно выделить на одиночном снимке объект, свойств которого мы не знаем - например нет возможности "вытянуть" "уши" М27, утонувшие в шуме. Здесь, повторюсь, нужно увеличивать вероятность сигнала (т.н. приемник Котельникова) усредняя возможно бОльшее количество информации об одном и том же объекте.

[LeonidOS]

Что значит "увеличить качество" и при чем здесь время ?

Я же написал, в моей области, 3д графики

[CombaSoft]

а, 3D...тогда тем более не ясно - где в 3D шумы и откуда бы им взяться ? эээ...я верно понимаю - речь о рендеринге 3D-объектов? Лень, изложи подробнее, а то я никак не пойму где конкретно шумы убирать надо ...

[LeonidOS]

Именно при рендеринге. Там все просто, прямая зависимость, чем больше (грубо говоря) мы испустим лучем, тем точнее будет картинка, проблема в том что это не реально, поэтому идет эктрополяция. Вот здесь мы знаем параметры пиксела, его освещенность и т.п. и здесь знаем, а между нет, ну и на основе двух соседних значений определяем параметры того пиксела, для которого мы не считали параметры. Вот из-за этого и начинает шуметь изображение, потому что бывает, особенно в местах резкого изменения параметров того же освещения (угол), что нельзя экстрполировать значения соседних пикселей. Проги развиваются, определяют где нужно больше "лучей", а где (ровная стена) меньше. Практически все рендеры борятся с шумам по сути тем же блюром... Хотя в настоящий момент появились "честные" рендеры, рассматривающие свет, как волну. Они дают очень реалистичное освещение, преломление, отражение, но!!! ОЧЕНЬ шумят! Чтобы снизить шум, надо дать программе больше времени на расчет, а его бывает и не хватает. Вот тогда и приходят на помощь программы типа NeatImage и NoiseNinja.

[CombaSoft]

ну, самый сложный объект - это должно быть шар, так как в нем нигде нету плоских элементов. А плоские элементы типа стены должны быть самым простым элементом...Речь не о дизайне квартир ?
И приведи пример шума на подобной 3D картинке - может глядя на него смогу чего-нить дельное сказать.

[LeonidOS]

Ок, приведу. Нет, не дизайн квартир, хотя был опыт

[LeonidOS]

Вот пример, общий.

[LeonidOS]

Но это на самом деле оффтоп, говорим то мы о астрофото, значит получается что здесь выход только один - сложение кадров?

[Макс]

Но это на самом деле оффтоп, говорим то мы о астрофото, значит получается что здесь выход только один - сложение кадров?

Если речь идет об астрофото то думаю заново изобретать велосипед не стоит. Путей для убивания шумов много но самых действенных несколько.
1) Сложение кадров, чем больше тем лучше. Но нужно найти компромис между числом кадров и выдержкой. Если 10 минут общей экспозиции делить на кадры с выдержкой 30 сек то это 20 кадров, а если по 5 минут то только 2.
Как же подобрать выдержку? В принципе не просто это сделать но есть ряд факторов глядя на которые можно достаточно качественно подобрать необходимые значения. Один из важных факторов это качество неба. И другой немаловажный фактор это температура. Вот между ними и надо найти компромис. Если небо отменное а температура +25 то больше 2 минут савить не имеет смысла, а вот если морозец и небо отменное то тут надо эксперементировать. Сначала 5 минут затем 10 минут, и т.д. И смотреть когда попрут шумы, затем отступаем по минуте и выбираем оптимальный режим. Ну а если дымка то ждем неба, в дымку снимать это время терять. Поверьте моему горькому опыту. Засветка считай таж дымка только с ней еще можно поборотся. Маленькие выдержки и берем числом кадров.
2) Колибровка - съемка дарков, биосов. Снимаем их много, и число шума поуменьшится. Только ОБЯЗАТЕЛЬНО их снимаем в, или после процесса съемки. Но никак не через 2-3 часа после остановки съемки. А наверное самым оптимальным будет съемка 2 - 3 раз в процессе, так как температура ночью меняется. В процессе съемки снимаем 1-2 часа, затем Снимаем дарки, биосы. Сколько дарков, столько же и биосов. Затем опять снимаем 1-2 часа и опять дарки, биосы. Сколько же снимать дарков биосов? Думаю сумарно 20 - 30 штук это достаточное число.

Вот примерно так.

[CombaSoft]

Немного добавлю о экспозиции. Еще нужно постараться не пережечь звездочки. Все-таки будет обидно, если например Хи и Аш выйдут не точечными, а здоровыми блямбами, за которыми теряется вся "пыль" из звезд.