Фотосъемка: создан алгоритм от дрожащих рук
Сотрудники Массачусетского технологического института разработали алгоритм, восстанавливающий резкость размытых фотографий, снятых дрожащей камерой. В основе нового метода обработки изображений лежит алгоритм, который определяет путь перемещения камеры при съемке, а затем на основе этой информации в значительной степени устраняет вызванную этим перемещением размытость. Данный метод не является панацеей, однако ученые в Массачусетском технологическом институте и в Университете Торонто с его помощью смогли улучшить качество самых разнообразных пробных фотографий.На одной пробной фотографии снята птица с черными, белыми и коричневатыми перьями. Вследствие размытости кадра лапы птицы почти не различимы. После обработки стали различимы не только лапы, но также темные пятна вокруг глаз, белый узор на черных перьях и другие мелкие детали.
«Впервые при устранении размытости изображений успешно используются естественные статистические данные изображения», сказал ведущий исследователь Массачусетского технологического института Роб Фергюс (Rob Fergus) в своем интервью после демонстрации метода на конвенции по вопросам компьютерной графики Siggraph, прошедшей на прошлой неделе. Авторы метода уже подали патентную заявку на него.
На отработку нового метода уходит 1015 минут для обычных фотографий. При обработке используются статистические свойства, описывающие переход между светлыми и темными участками кадра, говорит
Обработка изображений это крупный бизнес, и компенсирование ошибок человека и фотокамеры составляет его значительную часть. Сегодня обычной функцией для программных продуктов по обработке изображений, а также для многих фотоаппаратов является удаление «красных глаз» на фотографиях, сделанных со вспышкой. Новейшие фотоаппараты привлекают покупателя функциями, позволяющими устранить эффект дрожания рук фотографа. Кроме того, существует множество плагинов для Adobe Photoshop, позволяющих удалять зернистость изображений и наводить резкость.
На сегодняшний день в самой последней версии Photoshop CS2 в фильтре «умная резкость» реализована технология устранения размытости. Она позволяет ограниченно исправлять проблемы фокусировки и размытости изображения, если камера перемещалась по прямой. Новый подход, напротив, способен справиться с более сложными движениями тряски. «Реальные траектории бывают очень странными», говорит
Дэйв Стори (Dave Story),
Однако после обработки по новому процессу на изображении все еще остаются артефакты, что означает, что предстоит еще много работы. «В этой области мы ведем исследования уже 34 года, и в ней
В методе, разработанном
Однако изображения, случайным образом сформированные компьютером, имеют другое распределение. «Реальные изображения не похожи на случайным образом построенные точки в пространстве пикселей. Они имеют определенную структуру», говорит

Основа процесса оценка пути движения камеры на основе отсутствующих градиентов контраста. Сначала при помощи версии оригинального изображения с очень низким разрешением определяется траектория движения камеры. Затем этот процесс повторяется для версий изображения с более высоким разрешением. «На основе распределения резких градиентов мы находим истинное резкое изображение, говорит
Затем на основе ядра размытия выполняется вторая стадия метода процесс под названием «обратная свертка», разработанный в начале 1970-х гг. Этот процесс используется для удаления результата размытия.
В целом весь процесс обработки обычных изображений, сделанных цифровым фотоаппаратом, занимает около 1015 минут. Однако
Кроме того, метод требует определенных действий пользователя: необходимо выбрать прямоугольную область оригинального изображения, где есть контуры. Если выбран слишком маленький участок, метод дает плохие результаты, а если слишком большой требует много времени, говорит

Также метод плохо работает с изображениями, где есть крайне яркие или темные участки так называемый эффект «отсечения». По этой причине метод лучше работает на «сырых» изображениях хороших цифровых фотоаппаратов, на которых передается большее разнообразие освещенности.
Еще одна трудность зашумленные снимки, получаемые на дешевых фотоаппаратах с маленькими формирователями изображения, особенно в условиях низкой освещенности. Зерна помех для алгоритма устранения размытости похожи на контуры, говорит
Покупателям не стоит ожидать скорого появления этой технологии в программном обеспечении.