AKVIS Refocus является высокоэффективным средством для исправления резкости в нечетких, расфокусированных фотоснимках и изображениях.

В AKVIS Refocus имеется три рабочих режима: Миниатюра, Исправление фокуса, Размытие диафрагмы, в которых функционирует программное средство, отвечают за получение результирующего эффекта в коррекции изображений.

Также здесь можно привести в фокус (выделить) определенный объект и оставить общую размытость снимка.

Нынешние цифровые фотоаппараты представлют много преимуществ. Разнообразие съемочных функций, автоматическая регулировка и прочее позволяет достигать отличных портретных, пейзажных и любых других фотоснимков очень легко. Однако не все кадры можно снимать многократно, а один-единственный снимок, который может быть очень дорог или иметь ценное содержимое, не всегда является венцом безупречности, а порой и различить в нем основные компоненты не представляется возможным.

Такой неудовлетворительный результат - это зачастую эффект искажения фокусировки. Тут-то в ход может пойти программное средство AKVIS Refocus, в качестве бесплатного программного помощника для устранения размытости и установления приемлемой четкости для любой дефектной фотографии.

Вообще, применение узкоспециализированного программного обеспечения в области обработки графических изображений может быть весьма оправданным ходом, как для непрофессионалов (домашних пользователей), так и для опытных мастеров-фотографов.

Учитывая удобство и исключительную простоту при работе со скачанным продуктом AKVIS Refocus процесс исправления неудачных фотоснимков значительно упрощается, чем и экономит время, а соответственно и средства пользователей.

Режим Миниатюра создает размытие боковых частей изображения с явлением плавного перехода к четкой области. Таким образом, объекты (люди, сооружения, автомобили) в общей концепции будут выглядеть как игрушечные, наподобие миниатюрных моделей. Следующий режим - Исправление фокуса создает выразительность снимка за счет нормализации его резкости и четкости. Подобрав оптимальные настройки, здесь можно добиться уровня по-настоящему качественного фото.

Последний же режим бесплатно скачиваемого AKVIS Refocus - это Размытие диафрагмы, с помощью которого задается предопределенная форма резкости. Например, имея идеальное фото, можно привнести индивидуальность путем акцентирования внимания на определенных фрагментах, к примеру, выделив глаза, а остальное слегка размыть.

При стандартной фотосъемке такой эффект достигается на профессиональных устройствах с максимально возможным раскрытием диафрагмы. Однако благодаря удивительному, бесплатному приложению от «АКВИС» не нужно быть мега-специалистом или обладать дорогостоящим оборудованием. Нужно признать AKVIS Refocus пригодится как в простой фото обработке, так и в реализации специфических творческих идей.

Расфокусированные фотографии становятся всё более популярными по некоторым причинам, но не учитывая так всеми любимые фильтры как в Instagram, они обычно только раздражают. Допустим, вы постарались снять уникальное в своем роде семейное видео только лишь для того, чтобы обнаружить, что изображение размыто и дрожит.

Оказывается, существуют программы, которые могут улучшить резкость фотографий без возни в Photoshop. Хотя в большинстве случаев из размытого фото или видео никогда не сделать резкую и красивую копию, эти инструменты можно использовать для восстановления важных деталей и вернуть резкость, чтобы сделать материал чуть более качественным.

Естественно, не стоит ожидать, что, сделав ряд сильно расфокусированных фотографий, вы отредактируете их так, что они сгодятся на обложку журнала, однако вы можете изощряться в стиле сериала CSI , используя эти приложения, и получить удивительные результаты.

Полностью бесплатное приложение, которым можно пользоваться сколько угодно раз, и во многих отношениях оно дружелюбнее, чем Focus Magic. С другой стороны, его работа не отличается стабильностью (программа зависала несколько, пока я ее тестировал, особенно при загрузке слишком тяжелых изображений), а результаты, которые выдает программа, могут быть разными.

Есть несколько полезных возможностей в SmartDeblur – наличие zoom-опции, а также опции Fit To Window (Подстроить под размер окна). Также можно сравнивать результаты с оригиналом, нажав на «Show Original». Предобзор доступен для всего изображения. Программа содержит образец на котором можно научиться увеличивать резкость, чтобы прочесть размытый текст.

Испытав инструмент на своих собственных фотографиях, я обнаружил, что он не работает так же хорошо как Focus Magic. Но мне удалось получить хорошие результаты с картинкой, содержащей текст.

• Плюсы: Абсолютно бесплатное, обладающее дружелюбным интерфейсом, очень полезное для прочтения на фотографии размытого текста.
• Минусы: Не очень стабильное, не так уж хорошо работает с реальными фотографиями (но испытайте приложение сами, чтобы вынести свой вердикт).

Пытаясь восстановить потерянные детали, вы почувствуете, будто работаете с CSI, но не ожидайте ничего выдающегося.

Focus Magic

Focus Magic - это нечто большее, чем просто программа увеличения резкости. Согласно заявлениям с их сайта, используются «продвинутые криминалистические деконволюционные технологии, которые буквально, как рукой, снимают размытие». В теории, приложение справляется с расфокусированными изображениями и размытыми видео, восстанавливая потерянные детали. Но действительно ли это работает?

Программа Focus Magic далеко не автоматический инструмент. И это огромный минус, поскольку бесплатная пробная версия позволяет выполнить только 10 операций. После этого нужно будет приобрести полную лицензию, которая стоит 45 долларов. После загрузки изображения вам сперва необходимо решить, будете ли фокусировать, убирать размытие при движении, дефокусировать или очищать изображение от мусора. Потом начинается долгий процесс подстройки параметров.

Поскольку возможно увидеть привью лишь для небольшой области изображения, уходит множество попыток, чтобы достичь хорошего эффекта для всей фотографии.

• Плюсы: Выглядит как профессиональный инструмент, с помощью которого действительно можно достичь хороших результатов.
• Минусы: Работа требует множества попыток, но их у пользователя бесплатной версией только 10. К тому же, отсутствует опция изменения масштаба (зума), что доставляет неудобства.

С помощью приложения можно вернуть резкость изображениям, если у вас есть терпение и деньги.

Приложение в отличие от своих конкурентов обладает несколькими особенностями: очень подробным руководством и самодостаточностью. Под самодостаточностью я понимаю способность программы взять на себя тяжелую работу по настройке, если того пожелаете. Если знаете, что делаете, можете получить доступ к продвинутым настройкам, но это совсем необязательно.

После прохождения обучения, можно приступать к обработке. Для этого необходимо поместить красный квадрат на область с сильной размытостью и нажать на кнопку Process. В большинстве случаев на этом всё. Если результаты вас не удовлетворяют, можно переместить квадрат в другую область и попытаться снова. Приложение выполняет свою работу хорошо, ему удалось превратить некоторые размытые фотографии во вполне достойные.

Как видите, минусом являются водяные знаки, которые накладываются на все фотографии, которые вы обрабатываете, используя бесплатную версию приложения. Если вам действительно нравится программа и хотите избавиться от водяных знаков, лицензия будет стоить вам 39$.

• Плюсы : Легкость в использовании, хорошие результаты обработки, с текстом – хуже.
• Минусы: На все обработанные фото накладываются водяные знаки. Лицензия стоит 39$.

Выводы

Хотите – верьте, хотите – нет, но я потратил полдня, исследуя данную тему. Попытавшись повысить резкость у множества размытых фото и видео, я осознал одну вещь – лучше сразу снимать хороший материал. Но если по какой-то причине «план А» не сработал, то вышеперечисленные приложения способны выжать кое-что из вашего материала, но это на самом деле зависит от того, чего вы стремитесь достичь.

Для устранения смазывания и расфокусировки практически ничего нет. Соответствующий математический аппарат начал разрабатываться примерно 70 лет назад, но, как и для многих других алгоритмов обработки изображений, все это нашло широкое применение только в недавнее время. Приведем в качестве демонстрации пару картинок:

Правое изображение получено из левого, без использования 48-битного формата (в этом случае будет 100% восстановление исходного изображения) - слева обычный PNG, размытый искусственно. В результате мы видим более качественное изображение.

Многие считают, что размытие необратимая операция и информация безвозвратно теряется, т.к. каждый пиксель превращается в пятно, все смешивается, а при большом радиусе размытия получается однородный цвет по всему изображению. Это не совсем так - вся информация просто перераспределяется и может быть однозначно восстановлена. Исключение составляют лишь края изображения шириной в радиус размытия, где полноценное восстановление невозможно.

Продемонстрируем это, используя небольшой пример для одномерного случая. Представим, что у нас есть ряд из пикселей со значениями:

x 1 | x 2 | x 3 | x 4 … - Исходное изображение.

После искажения значение каждого пикселя суммируется со значением левого, т.е. x" i = x i + x i-1 . Надо еще поделить на 2, но опустим этот шаг для простоты. В результате имеем размытое изображение со значениями пикселей:

x 1 + x 0 | x 2 + x 1 | x 3 + x 2 | x 4 + x 3 … - Размытое изображение.

Теперь попробуем восстановить. Вычтем последовательно по цепочке значения по схеме: из второго пикселя - первый, из третьего - результат второго, из четвертого - результат третьего и так далее. Получаем:

x 1 + x 0 | x 2 -- x 0 | x 3 + x 0 | x 4 -- x 0 … - Восстановленное изображение.

В итоге, вместо размытого изображения получили исходное, к пикселям которого добавлена неизвестная константа x 0 с чередующимся знаком. Это уже намного лучше - эту константу можно подобрать визуально, можно предположить, что она примерно равна значению x 1 , можно автоматически подобрать с таким критерием, чтобы значения соседних пикселей "скакали" как можно меньше и т.д. Но все меняется, когда мы добавляем шум (который всегда есть в реальных изображениях). При описанной схеме на каждом шаге будет накапливаться вклад шума в общую составляющую, что в итоге может дать совершенно неприемлемый результат. Но, как мы убедились, восстановление вполне реально даже таким примитивным способом.

Модель процесса искажения

Теперь перейдем к более формальному и научному описанию процессов искажения и восстановления. Будем рассматривать только полутоновые черно-белые изображения в предположении, что для обработки полноцветного изображения достаточно повторить все необходимые шаги для каждого из цветовых каналов RGB. Введем следующие обозначения:

f(x, y) - исходное неискаженное изображение.

h(x, y) - искажающая функция.

n(x, y) - аддитивный шум.

g(x, y) - результат искажения, т.е. то, что мы наблюдаем в результате (смазанное или расфокусированное изображение).

Сформулируем модель процесса искажения следующим образом:

g(x, y) = h(x, y) * f(x, y) + n(x, y) . (1)

Задача восстановления искаженного изображения заключается в нахождении наилучшего приближения f"(x,y) исходного изображения. Рассмотрим каждую составляющую более подробно. С f(x, y) и g(x, y) все достаточно понятно. Разберем функцию h(x, y): в процессе искажения каждый пиксель исходного изображения превращается в пятно для случая расфокусировки и в отрезок для случая простого смазывания. Либо же можно сказать наоборот, что каждый пиксель искаженного изображения "собирается" из пикселей некоторой окрестности исходного изображения. Все это друг на друга накладывается и в результате мы получаем искаженное изображение. То, по какой функции размазывается или собирается один пиксель и называется функцией искажения.

Другие синонимы - PSF (Point spread function, т.е. функция распределения точки), ядро искажающего оператора, kernel и другие. Размерность этой функции меньше размерности самого изображения. К примеру, в начальном рассмотрении примера, размерность функции была 2, т.к. каждый пиксель складывался из двух.

Искажающие функции

Посмотрим , как выглядят типичные искажающие функции. Будем использовать стандартный инструмент - Matlab, он содержит в себе все необходимое для самых разнообразных экспериментов с обработкой изображений и позволяет сосредоточиться на самих алгоритмах, перекладывая всю работу на библиотеки функций. Приведем примеры вида PSF:

PSF в случае размытия по Гауссу функцией fspecial("gaussian", 30, 8).

PSF в случае смазывания фунцией fspecial("motion", 40, 45).

Операция применения искажающей функции к другой функции (в данном случае к изображению) называется сверткой (convolution), т.е. некоторая область исходного изображения сворачивается в один пиксель искаженного изображения. Обозначается через оператор "*" (не путать с умножением). Математически для изображения f с размерами MxN и искажающей функции h c размерами mxn это записывается так:

g(x,y) = h(x,y)*f(x,y) = h(i,j)f(x+i,y+j). (2)

Где, . Операция, обратная свертке, называется деконволюцией (deconvolution), решение такой задачи нетривиально.

Современная фототехника, к сожалению, далека от совершенства. Даже самый дорогой фотоаппарат в экстренной ситуации может дать сбой. Происходит нечто экстраординарное, человек достает камеру, нажимает на спуск затвора, но в реальности снимок получается слишком размытым , а упущенное мгновение вернуть уже не получится. В этом случае поможет новый программный алгоритм SmartDeblur.

Программа SmartDeblur была разработана Владимиром Южиковым, который постарался в одном продукте решить две самые важные проблемы, из-за которых снимки становятся размытыми. Изображение может стать некачественным вследствие плохой фокусировки и вследствие движения камеры при открытом затворе. Любая из двух этих ошибок может сильно испортить фотографию , однако Владимир уверен, что некачественный еще не полностью потерян для истории.

Автор проекта SmartDeblur говорит, что даже в случае размытой фотографии на снимке оказываются все необходимые пиксели, просто каждый из этих пикселей особым образом оказывается размытым в двухмерном пространстве. Для преодоления этой проблемы необходимо найти способ ликвидировать это размытие и пставить каждый пиксель на свое законное место. Чуда не происходит, алгоритм SmartDeblur не позволяет как по мановению волшебной палочки получать сверхчеткое изображение профессионального уровня. Однако результат выходит более чем впечатляющий. Программа имеет простой и функциональный интерфейс с набором «ползунков» для регулирования параметров изображения. Освоение возможностей программы происходит в процессе ее эксплуатации. Просто загрузите нужный снимок, передвиньте несколько ползунков и оцените предлагаемый результат. Утилита может похвастаться исключительной производительностью, все вносимые пользователем изменения отображаются в режиме реального времени.

Скриншоты:

Особенности программы:

Простой, интуитивно понятный интерфейс Высокая скорость. Обработка изображения размером 2048*1500 пикселей занимает около 300 мс в режиме Preview (когда перемещаются ползунки настроек) и 1.5 секунды в чистовом режиме (когда отпустили ползунки настроек). Подбор параметров в Real-time режиме. Нет необходимости нажимать кнопки Preview, все делается автоматически, нужно лишь двигать ползунки настроек искажения ся обработка идет для изображения в полном разрешении. Т.е. нет никакого маленького окошка предпросмотра и кнопок Apply. Поддержка восстановления смазанных и расфокусированных изображений Возможность подстройки вида PSF

Представляю вашему вниманию программу smartdeblur для устранения смаза и расфокусировки. Ее первые дистрибутивы и исходники можно скачать на github.com/Y-Vladimir/SmartDeblur , последние, платные дистрибутивы доступны на сайте smartdeblur.net.

Ниже можно увидеть результат обработки размытого изображения. Фотография была получена фотоаппаратом Canon 500D, объективом EF 85mm/1.8. Фокусировка в ручном режиме, для получения размытия. Как видите, текст абсолютно не читаем, можно лишь угадать что это какое-то диалоговое окно.

А это результат обработки:

Почти весь текст можно прочитать, хотя и есть некоторые искажения.

Вспомним теорию

Во время искажения из каждого пикселя исходной фотографии получается отрезок (во время обычного смаза) или пятно (во время расфокусировки). Все это накладывается и в результате выходит искаженная фотография - это называется конволюцией или сверткой изображения. Закон по которому размазывается один пиксель называется функцией искажения или же PSF (функция распределения точки - Point spread function).

Чтобы восстановить изображение нам нужно обратить (вернуть в обратном порядке) свертку, но при этом учитывать шум. Но это как раз не так-то просто. На помощь приходит теорема о свертке и преобразование Фурье. Более детально описывать теорию на этом блоге, думаю не стоит. Так как сама цель записи - дать ссылку на программу и сказать что она умеет. Если же вас интересуют теоретические вопросы, то автор посвятил им три статьи:

• habrahabr.ru/post/136853
• habrahabr.ru/post/147828
• habrahabr.ru/post/152885

Описание

Программа SmartDeblur демонстрирует восстановление расфокусированных и смазанных изображений.

Основные функции:

• Большая скорость. Обработка фотографий с разрешением 2048*1500 занимает около 300 мс в режиме Preview.
• Подбор настроек в Real-time. Не нужно нажимать кнопку Preview, все делается в автоматическом режиме, необходимо только передвигать ползунки настроек.
• Обработка происходит для фотографии в полном разрешении. Нет никаких маленьких окошек предпросмотров и кнопок Применить.
• Восстановление расфокусированных и смазанных изображений
• Подстройка вида PSF

Основной упор был сделан на скорость обработки. В результате она превосходит коммерческие аналоги.

Правда в программе есть ряд особенностей и багов - при некоторых значениях фотография покрывается рябью.

Сравнение

Сравним качество обработки с платными аналогами.
Возьмем 2 самые известные программы:

1. Topaz InFocus - topazlabs.com/infocus
2. Focus Magic - focusmagic.com

Будем брать рекламные изображения, которые есть на их официальных сайтах - это гарантирует, что параметры программ оптимальные (скорее всего разработчики хорошо отбирали фотографии и подбирали настройки перед тем как опубликовать рекламу на сайте).

Восстановление смазывания:

topazlabs.com/infocus/_images/licenseplate_compare.jpg

Обработка с такими параметрами:

Результат на сайте Topaz InFocus:

Второй пример - восстановление разфокусировки.

Берем пример на сайте Focus Magic: focusmagic.com/focusing-examples.htm