Ein Geist namens Dekonvolution

[matadoerle]

Heute ist mir in einem Beitrag wieder diese [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ] gegenüber der [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ] für die Beseitigung von unvermeidlicher Unschärfe durch Interpolation über den Weg gelaufen.

Worum geht es?

Jede digitale Veränderung der Pixeldichte, also Vergrößerung oder Verkleinerung der Auflösung eines digitalen Bildes, erzeugt sichtbare Unschärfe. Die allgemein bekannte und verwendete Unschärfemaske hilft zwar, diese Unschärfe zu vermeiden oder zu beseitigen, erzeugt aber Überstrahlungen, wenn man sie etwas zu stark dosiert (siehe die Links oben, Beispiele in der Wikipedia). Da die Kanten im Kontrast verstärkt werden, und das auch über die eigentlich an dieser Kante vorhandene Hell-Dunkel-Grenze hinaus.
Die Dekonvolution ist ein mathematisch aufwändigeres Verfahren, welches prinzipiell weniger Probleme macht; also weniger sichtbare Artefakte produziert. Und wäre aus theoretischen Überlegungen heraus für die Beseitigung von Unschärfe vorzuziehen.

Während praktisch jedes Bildbearbeitungstool und auch die RAW-Converter USM "on board" haben, ist mir momentan nichts einfach handhabbares bekannt; RAWtherapee als freier RAW-Converter soll es mit der nächsten Release beherrschen, im Beta-Test läuft da schon eine Weile. Das Verfahren selber ist aber eigentlich schon länger bekannt, meines Wissens nach gibt es auch keine Lizenzprobleme für die Implementation und Verbreitung einer Lösung; ich kenne aber keine, die beispielsweise unter Windows einfach einsetzbar wäre. Wenn es nur ein kleines Tool gäbe, was man beispielsweise nach dem Skalieren anwenden könnte, würde es doch schon helfen, weil es so viel besser sein soll.

Welche Software beherrscht Dekonvolution? Wer hat den Tipp für mich?

[padiej]

Hallo!

Das Thema ist sehr wichtig. Auch bei der Bildschirmdarstellung bemerke ich das. Oft zu weich, manchmal zu scharf.

Bei Photoshop Elements nehme ich den Modus Bikubisch schärfer beim Verkleinern, aber ob da die Dekonvolution dahinter steht, ich weiß es nicht.

lg Peter

[joachimeh]

Zitat von matadoerle

Heute ist mir in einem Beitrag wieder diese [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ] gegenüber der [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ] für die Beseitigung von unvermeidlicher Unschärfe durch Interpolation über den Weg gelaufen.

Worum geht es?

Jede digitale Veränderung der Pixeldichte, also Vergrößerung oder Verkleinerung der Auflösung eines digitalen Bildes, erzeugt sichtbare Unschärfe. Die allgemein bekannte und verwendete Unschärfemaske hilft zwar, diese Unschärfe zu vermeiden oder zu beseitigen, erzeugt aber Überstrahlungen, wenn man sie etwas zu stark dosiert (siehe die Links oben, Beispiele in der Wikipedia). Da die Kanten im Kontrast verstärkt werden, und das auch über die eigentlich an dieser Kante vorhandene Hell-Dunkel-Grenze hinaus.
Die Dekonvolution ist ein mathematisch aufwändigeres Verfahren, welches prinzipiell weniger Probleme macht; also weniger sichtbare Artefakte produziert. Und wäre aus theoretischen Überlegungen heraus für die Beseitigung von Unschärfe vorzuziehen.

Während praktisch jedes Bildbearbeitungstool und auch die RAW-Converter USM "on board" haben, ist mir momentan nichts einfach handhabbares bekannt; RAWtherapee als freier RAW-Converter soll es mit der nächsten Release beherrschen, im Beta-Test läuft da schon eine Weile. Das Verfahren selber ist aber eigentlich schon länger bekannt, meines Wissens nach gibt es auch keine Lizenzprobleme für die Implementation und Verbreitung einer Lösung; ich kenne aber keine, die beispielsweise unter Windows einfach einsetzbar wäre. Wenn es nur ein kleines Tool gäbe, was man beispielsweise nach dem Skalieren anwenden könnte, würde es doch schon helfen, weil es so viel besser sein soll.

Welche Software beherrscht Dekonvolution? Wer hat den Tipp für mich?

z.B. auf dieser Webseite: [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ]
sind einige genannt (aber ziemlich was für spezielle Anwendungen)

[isaac]

Hallo Thorsten!

Zitat von matadoerle

Heute ist mir in einem Beitrag wieder diese [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ] gegenüber der [Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ] für die Beseitigung von unvermeidlicher Unschärfe durch Interpolation über den Weg gelaufen.

Die ich rief die Geister, ....

Worum geht es?

Jede digitale Veränderung der Pixeldichte, also Vergrößerung oder Verkleinerung der Auflösung eines digitalen Bildes, erzeugt sichtbare Unschärfe. Die allgemein bekannte und verwendete Unschärfemaske hilft zwar, diese Unschärfe zu vermeiden oder zu beseitigen, erzeugt aber Überstrahlungen, wenn man sie etwas zu stark dosiert (siehe die Links oben, Beispiele in der Wikipedia). Da die Kanten im Kontrast verstärkt werden, und das auch über die eigentlich an dieser Kante vorhandene Hell-Dunkel-Grenze hinaus.

Ein sehr passendes Einleitungsstatement, wie ich finde (du kannst sowas halt).

Die Dekonvolution ist ein mathematisch aufwändigeres Verfahren, welches prinzipiell weniger Probleme macht; also weniger sichtbare Artefakte produziert. Und wäre aus theoretischen Überlegungen heraus für die Beseitigung von Unschärfe vorzuziehen.

Mathematisch ist die Dekonvolution eine "Faltung" (also auch schon knapp über meinem mathematischen Horizont) aber immerhin, es ist eine Art Transformation.
Die Theorie dahinter ist, daß ein Großteil der ursprünglichen Daten auch im "unscharfen" Bild enthalten ist und wieder hervorzauberbar ist. Rein zum Vorstellen halt sowas ähnliches wie eine Fourier- oder Cosinustransformation (nur etwas anders).

Während praktisch jedes Bildbearbeitungstool und auch die RAW-Converter USM "on board" haben, ist mir momentan nichts einfach handhabbares bekannt; RAWtherapee als freier RAW-Converter soll es mit der nächsten Release beherrschen, im Beta-Test läuft da schon eine Weile. Das Verfahren selber ist aber eigentlich schon länger bekannt, meines Wissens nach gibt es auch keine Lizenzprobleme für die Implementation und Verbreitung einer Lösung; ich kenne aber keine, die beispielsweise unter Windows einfach einsetzbar wäre. Wenn es nur ein kleines Tool gäbe, was man beispielsweise nach dem Skalieren anwenden könnte, würde es doch schon helfen, weil es so viel besser sein soll.

Ich denke, diesen Geist haben schon mehrere RAW-Konverter und Bildbearbeitungsprogramme "eingebaut" (Gimp ganz sicher, weil von dort habe ich es schon vor Jahren abgekupfert :-) aber wie das halt so mit Geistern ist, man sollte sie nicht beim Namen nennen.

Welche Software beherrscht Dekonvolution? Wer hat den Tipp für mich?

Meinst du sowas in der Art?

make_circle_convolution(Radius,&convolution,m);
ConvMat = convolution.data;
v = convolution.row_stride;
w = v * v;
V1 = v << 8;
ConvMax = calloc(1,w*256*sizeof(LONG));
for (p = 0;p < w;p++)
{
for (i = 0;i < 256;i++)
{
ConvMax[(p<<8)+i] = (ConvMat[p] * (double)(i << CONVSHFT));
}
}
... und noch einige zig Zeilen Kode ...

Über drei Parameter (Threshold, Radius, Matrixgröße) kann man sehr exakt "verborgene" Schärfe wieder zurückzuholen (so sie denn jemals da war).
Und das ist auch schon der große Unterschied zur USM, man sieht sehr einfach, ob überhaupt was zurückzugewinnen ist. Durch schrittweise Erhöhung des Radius (bei konstantem Threshold und konstanter Matrixgröße) sieht das genauso aus, als ob man am Objektiv "scharf stellt". Ein Überschärfen ist praktisch nicht möglich, weil das Bild dann sofort "komisch" auszusehen beginnt. Für die Kompensation des Matschfilters haben sich eine 3x3 Matrix (2.8x2.8 bis 3.2x3.2) und ein Radius von 0.7 - 1.2 bewährt (je nach Matschität). Zur Kompensation der Interpolation beim Demosaicing ist ein Radius von 0.8 optimal.
Und der wirklich unschlagbare Vorteil ist, daß die drei Parameter für ein und dieselbe Kamera absolut konstant sind.
Und daraus folgere ich, daß sich auf jeden Fall Capture One dieser Methode bedient. Bei Lightroom würde ich eher auf eine andere Methode tippen, die eher in Richtung USM geht (starke Artefaktbildung bei Überschärfung).
Aber diese Konstanz der Parameter ist auch schon der große Nachteil für den (ambitionierten) Benutzer: er/sie sollte gefälligst die Finger von den Schärfereglern weglassen, es kann nur schlimmer werden.
In einem anderen Thread habe ich vor kurzem eine Statistik meiner Digitalphotos (etwas über 6000) und den dazu verwendeten Kameras von mir gegeben und ich habe bei keinen der von mir entwickelten RAWs (in C1) jemals was an der Schärfe gedreht!!!

[donalfredo]

Ich finde, ihr solltet euch zusammen tun - "Thosaac", das unschlagbare Doppel im Entwirren mathematischer Unzulänglichkeiten in der Fotonachbearbeitung ...

[isaac]

Zitat von donalfredo

Ich finde, ihr solltet euch zusammen tun - "Thosaac", das unschlagbare Doppel im Entwirren mathematischer Unzulänglichkeiten in der Fotonachbearbeitung ...

Gute Idee :-)

Aber ich wollte noch was nachreichen, was gestern aus technischen Gründen nicht ging:

[Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ]

Amplification ist der gestern erwähnte "Threshold" und Threshold ist eigentlich die "Matrixgröße".
Da nur ich selbst das Programm benutze, scheint mir das nicht weiter störend. Das Programm rennt nur unter OS/2, falls einer von euch sowas noch betreibt, kann ich ihm/ihr das aber gerne zukommen lassen (plus notwendigen E-Mail-Support :-)

[panoptikum]

Ist das, was Du suchst?
[Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ]

[matadoerle]

hey! danke für diesen tollen Link - werde sobald ich ein bisschen Zeit übrig habe, mich mal damit auseinandersetzen. Danke!

[isaac]

Hallo!

Zitat von panoptikum

Ist das, was Du suchst?
[Link nur für registrierte und freigeschaltete Mitglieder sichtbar. ]

Ja, genau das scheint es zu sein.
Blur 1 und Amount 75% entspricht so ziemlich genau dem was auch mit meiner Implementation ein optimales Ergebnis gibt um die Interpolation beim Demosaicing zu kompensieren.
Aber achtung bei (m)FT, da kommen dann gnadenlos die "Maze" Artefakte zum Vorschein.
USM kann also ab nun getrost vergessen werden...

[panoptikum]

Hallo isaac!

Hast Du es jetzt nur getestet oder gekauft?