Něco o šumu

Co je to šum?

Šum je digitálním ekvivalentem filmového zrna. Může dokonce vzhledem zrno připomínat, častěji však vypadá jako nevzhledné skvrny nebo barevné artefakty. Vzniká z řady různých důvodů, kromě jiného vzorkovacími chybami, teplotně vyvolanými "temnými proudy" v obrazovém snímači a v signálových zesilovačích.

Stejně jako film s vyšší citlivostí má výraznější zrno než málo citlivý film, také digitální fotografie pořízené při vyšší citlivosti (vyšší nastavení ISO) obsahují více šumu než fotografie snímané při nižší citlivosti. Téměř všechny digitální fotoaparáty vykazují zjevný šum při nastavení na ISO 400 nebo více. Dokonce i špičkové digitální zrcadlovky jsou náchylné k šumu při vysokých nastaveních ISO.

Stejně jako fotoaparáty, i filmové skenery zanášejí šum do skenovaných obrázků, zvláště v tmavých oblastech diapozitivů a v modrém barevném kanálu, a také samozřejmě společně s obrazovou informací digitalizují i filmové zrno.

Problémy se šumem

Mnoho běžných fotografických situací (například sportovní fotografie, fotografie v interiéru nebo noční fotografie v exteriéru) vyžadují nastavení vyšší citlivosti (nabo použití citlivějšího filmu), aby se předešlo pohybové neostrosti nebo roztřesení fotografie pohybem ruky. Bez schopnosti odstranění šumu musí fotograf vybírat ze dvou špatných možností: Použít nízkou citlivost a získat tak neostré fotografie, nebo použít vyšší citlivost a získat zašuměné (zrnité) fotografie.

Proč je obtížné šum odstranit

Šum a zrno vznikající při vysoké citlivosti nebo skenerový šum je velice obtížné odstranit použitím tradičních grafických editorů. Tento typ šumu je rozložen v celém kmitočtovém spektru, mění se s barvou a jasem a je jiný pro každý typ fotoaparátu nebo skeneru. Většina komerčně dostupných nástrojů pro odstranění šumu používá primitivní metody jako adaptivní mediánový algoritmus, detekci přechodů, ad-hoc selektivní filtrování nebo fotoeditační makra. Tyto metody obecně odstraní příliš málo šumu, zničí příliš mnoho detailů, nebo vyžadují od uživatele příliš mnoho úsilí. (Viz Obrázek 2.)

Řešení: Noise Ninja

Noise Ninja od firmy Picture Code využívá novou sofistikovanou technologii k odstranění šumu při zachování detailů a ostrosti snímku. Kombinuje znalost šumové charakteristiky konkrétního fotoaparátu nebo skeneru s výkonnými matematickými a statistickými technikami k oddělení šumu od obrazové informace. To umožňuje potlačení šumu bez znatelné ztráty kvality obrázku. Noise Ninja se snadno používá, je rychlý a pozoruhodně efektivní ve srovnání s ostatními nástroji. (Viz Obrázek 3.)

Noise Ninja je založen na mocném matematickém nástroji nazývaném waveletová (vlnková) teorie. Waveletová teorie je základem špičkové technologie pro převod digitálního obrazu z jednoduchého prostorového vyjádření (pixely) na bohaté prostorově-spektrální vyjádření, které zlepšuje možnost automatické detekce a potlačení šumu na různých kmitočtech, místech a barevných kanálech.

Předchozí pokusy s využitím waveletů k odstranění šumu vyžadovaly dodatečné, časově náročné, procesy k eliminaci artefaktů (například "rezonance" nebo rozmazání kolem hran). Noise Ninja používá naproti tomu nový, proprietární typ waveletové analýzy, která tyto problémy zcela odstraňuje a přitom poskytuje velmi vysoké rychlosti zpracování.


Porovnání různých metod odstranění šumu

Obrázek 1: Původní zašuměná fotografie

Obrázek 2: Po mediánové filtraci
Šum je nižší, ale jemné detaily jsou neostré a některé části obrázku mají plastický vzhled. Nízkofrekvenční šum v barevných kanálech je stále viditelný.

Obrázek 3: Po úpravě programem Noise Ninja
Šum je velmi pěkně potlačen na všech kmitočtech, fotografie si při tom udržela přirozený vzhled a ostrost a detaily jsou velmi dobře zachované.

 

Copyright © 2003 by PictureCode LLC & TM TRADE spol. s r.o. All rights reserved. Noise Ninja and Noise Brush are trademarks of PictureCode LLC.