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Ein Blick auf Reduzieren von Rauschen in Fotos mit Median Blending

2013-05-29 51
   
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résuméZwischen einem kürzlich erschienenen Beitrag hier PetaPixel über die Schönheit des Raumes Fotografie, und meine eigene Experimente an Mischen Reihe von Bildern mit Mittelungstechniken, bemerkte ich einige ziemlich interessante Ausrichtungen in-Techni
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Ein Blick auf Reduzieren von Rauschen in Fotos mit Median Blending

Zwischen einem kürzlich erschienenen Beitrag hier PetaPixel über die Schönheit des Raumes Fotografie, und meine eigene Experimente an Mischen Reihe von Bildern mit Mittelungstechniken, bemerkte ich einige ziemlich interessante Ausrichtungen in-Technik.

In Bildmittelung, hatte ich zuvor vermischten Bilder zusammen durch Mittelung der Wert jedes Pixels in einem Bild, um etwas völlig Neues zu produzieren. Die Art, wie dieser Prozess betrifft Astrofotografie ist, dass das allgemeine Verfahren wird allgemein als ein Mittel zur Rauschunterdrückung verwendet. Interessant wird es, wenn Sie erkennen, dass Sie nicht haben, um sein Mischen Bilder oder Fotografieren des Kosmos, von den gleichen Methoden der Lärmreduzierung profitieren. Es funktioniert unglaublich gut für Bilder, die relativ statisch sind.

Werfen Sie einen Blick auf dieses Bild (klicken Sie für eine größere Version):

Ein Blick auf Reduzieren von Rauschen in Fotos mit Median Blending


Obwohl eine relativ langweilige Bild, das Interessante daran ist, dass es bei ISO 25.600 erschossen. Um fair zu sein, es ist ein bisschen von Betrug geht. Das obige Ergebnis wird aus der Kombination 10 Bilder derselben Szene abgeleitet sind. Dies ist die Kraft der mit mittleren Bild Stapeln, die Signal-Rausch-Verhältnis in den Bildern zu erhöhen.

Hier sind ein paar 100% Kulturen zu zeigen, was geschieht (Einzel ISO 25.600 linken, mittleren Stapel rechts):

Ein Blick auf Reduzieren von Rauschen in Fotos mit Median Blending

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Ein Blick auf Reduzieren von Rauschen in Fotos mit Median Blending

Ein Blick auf Reduzieren von Rauschen in Fotos mit Median Blending

Das letzte Bild zeigt wirklich die Stärke in dieser Technik. Die Wörter in dem Motto "Schnell, Focused, Fearless" sind nicht einmal unterscheiden in der Einzel ISO 25600 Schuss. Stapeln 10 Bilder bereinigt den Lärm genug, um den Text deutlich zu lesen.

Was Median Stacking funktioniert

Median Stapel werden alle Werte eines Pixels an einer einzigen Stelle für jedes Bild im Stapel zu betrachten, wählen Sie dann den endgültigen Wert für dieses Pixel auf der Grundlage des Median Ergebnis.

Vorausgesetzt man hat 5 Bilder zu einem Stapel, dann für eine bestimmte Pixellokalisierung wird es höchstens 5 verschiedene Pixel Werte aufweisen:

Red ( 115, 120, 130 , 190, 191 )
Green( 150, 166, 169 , 200, 210 )
Blue ( 200, 205, 209 , 211, 220 )

Ein Median Stapel eine endgültige Pixelwert als RGB (130, 169, 209) zu geben. Grundsätzlich wird Median der Wert als die Anzahl, die in der Mitte der geordneten Liste fällt holen. Wenn es eine gerade Anzahl von Werten, werden die zwei Werte, die auf beiden Seiten des mittleren fallen Durchschnitt. Dies bedeutet, dass Werte, die falsche oder außerhalb des Bereichs liegen, werden nicht berücksichtigt.

Dies funktioniert wunderbar, als Rauschen zufällig ist, während das Signal konstant an einem Ort bleiben. Es ist diese Eigenschaft der Median Stapeln, die so nützlich für die Astrofotografen, die oft brauchen, um bei höheren Gewinn zu schießen, um ihre Untertanen zu erfassen ist. Durch die Kombination von mehreren Bildern können sie deutlich ihre Signal-Rausch-Verhältnis zu erhöhen.

Schieben der Ergebnisse

Ein interessantes Ergebnis dieser Methode ist, dass es sinnvoll sein, auch bei Aufnahmen unter idealen Bedingungen. Zugegeben, können Sie nicht schießen ein noch bei ISO 25.600 unterliegen - aber selbst das Schießen auf einem Kameras Grundlage ISO, können Sie dieses Geräusch noch weiter als das, was eine Kamera in der Lage, in einem einzigen Schuss ist zu verringern.

Unten ist eine 200% Pflanzen aus einem Bild Schuss auf meine Kameras Grundlage ISO 200:

Ein Blick auf Reduzieren von Rauschen in Fotos mit Median Blending

Hier ist der gleiche Abschnitt von einem Median-Stack von 6 Bildern:

Ein Blick auf Reduzieren von Rauschen in Fotos mit Median Blending

Sie können sehen, dass auch bei meinen Kameras Grundlage ISO 200, gibt es noch einige Geräusche, wenn Pixel-Peeping (200%). Die zusätzlichen Aufwand, um den Median Stapel Ergebnis zu schaffen, war trivial insgesamt. In der Tat können die meisten modernen Enthusiasten Kameras Setup für die Hochgeschwindigkeitserfassung - also abzufeuern 6 Frames ist mühelos einmal alles eingerichtet ist bereits festgelegt.

Nicht nur für die Astrofotografie - Diese Technik kann von anderen ausgenutzt werden als gut. Es sollte sofort offensichtlich, dass dies sehr nützlich sein für jeden Standbilds eingefangen werden. Einige große Einsatzmöglichkeiten für diese Technik kann in anderen Bereichen angewendet werden, sowie:

  • Bei der Aufnahme Bilder werden Sie manchmal schießen statische Szenen, und wenn es eine sehr rauschfreies Bild erfordert, dann ist dies eine perfekte Technik zu berücksichtigen.
  • Ich habe einige Tutorials gesehen vor kurzem über die Digitalisierung Negative / Dias mit einer DSLR - dies wäre wieder eine perfekte Technik, um die Geräusche aus dem digitalen Sensor zu minimieren, und um die Qualität des endgültigen Scan zu maximieren.
  • Wenn Sie ein Bild von einem stark frequentierten Bereich problemlos erfassen, und wollen einfach Menschen, Autos, etc. zu entfernen aus der Szene schnell und (siehe unten).

Erstellen eines Median-Stack

Ich bin in erster Linie ein Free / Open Source Software Benutzer - so die Werkzeuge zum Erstellen diese Stapel waren bereits in meiner grundlegenden Toolkit (Hugin / Imagemagick / GIMP). Median Stacks kann auch mit Photoshop (ab CS3 Extended on) erstellt werden.

Photoshop

Erstellen der Median-Stack in Ps ist relativ einfach (Disclaimer: Ich bin kein Ps Nutzer persönlich - so dass ich entschuldige mich, wenn es eine andere Methode, dies zu erreichen, die ich mit Blick).

  1. Öffnen Sie jedes der Bilder in Ihrem Stack als Schichten in Ps.
  2. Ausrichten (Bearbeiten → Ebenen automatisch ausrichten ...). Auto sollte hier gut funktionieren.
  3. Wählen Sie alle Ebenen und sie in ein Smart-Objekt (Smart-Objekt konvertieren).
  4. Jetzt gelten die Median-Stack-Modus (Layer → Smart-Objekte → Stapel Modus → Median).

Free / Open Source-Tools (Hugin / Imagemagick)

Hugin ist ein Open Source-Panorama Software, die ziemlich schwere Verwendung für eine Vielzahl von Dingen kommt auf meinem System, aber in diesem Fall müssen Sie nur den Befehl align_image_stack automatisch ausrichten Ihre Bilder. Es ist ziemlich einfach:

/path/to/align_image_stack -m -a OUT_PREFIX file1 file2 ...

Wobei Datei1, Datei2, etc ... sind die Bilder, die gestapelt werden sollen.

Sobald dieser Befehl beendet ist, gibt es eine Reihe von Bildern, die nun ausgerichtet und mit dem von der Befehls out_prefix benannt werden. An dieser Stelle sind es nur noch ein Befehl mit ImageMagick, um den Median gemischte Ausgabe zu erstellen:

convert OUT_PREFIX* -evaluate-sequence median OUTPUT.jpg

Dies wird alle OUT_PREFIX Bilder stapeln, bewerten sie mit Hilfe eines Median-Stack, und speichern Sie die Ergebnisse in ausgabe.jpg.

Interessante Nebenwirkungen

Ein interessanter Nebeneffekt dabei Median Stacks ist, dass Objekte, die zwischen den einzelnen Bildern bewegen sich in dem Stapel kann entfernt werden. In der Tat - das ist eine weitere häufige Verwendung von Median Stapeln. Ein gutes Beispiel ist, wenn Sie ein Bild von einem Ort, der Personen / Autos hat / etc erfassen möchten. Umhergehen, aber Sie haben nicht die Objekte im endgültigen Bild möchten. Ein gutes Beispiel hierfür versucht touristischen Orten zu schießen, aber der Wunsch ist es, all die anderen Touristen aus dem abschließenden Ergebnis zu entfernen. Manuell jedes Objekt Ausblendung kann zeitaufwendig sein, wohingegen ein Median Stapel könnte sie schnell und einfach zu entfernen.

Hier ist ein einfaches Beispiel, um zu veranschaulichen:

Ein Blick auf Reduzieren von Rauschen in Fotos mit Median Blending

Die 5 Top-Bilder haben ein Objekt, das über den Rahmen bewegt, und das untere Bild zeigt das Ergebnis der dabei einen mittleren Stack. Soweit der mittlere Stapel angeht, werden die Pixeldaten, die das sich bewegende Objekt ermöglicht ist Stördaten und ist nicht für die endgültige Ausgabe betrachtet.

Insgesamt mediane Stapel können ein unglaublich leistungsfähiges Verfahren zur Herstellung sehr sauber und rauschfreie Bilder zu sein. Die einzige Einschränkung ist, daß der Gegenstand statischen zwischen jedem der Rahmen sein.

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