Сканеры и Технологии автоматической ретуши

Опубликовано в Периферия, Сканеры

Те, кто хотя бы раз занимался сканированием фотопленки, хорошо знают, насколь­ко трудоемким и рутинным занятием является ретушь и коррекция полученных изображений.

Борьба с огромным количеством уродующих кадр царапин, пылинок и волосков способна вывести из себя даже весьма терпеливого и уравновешенного человека.

Впрочем, владельцы сканеров, оснащенных системой автоматической ретуши и коррекции изображений, могут со спокойной совестью поручить эту рутинную работу автоматике.

Digital ICE

Digital ICE

В конце 1990-х годов специалисты компании Applied Science Fiction1 (ASF) раз­работали технологию Digital ICE (Image Correction & Enhancement — коррекция и улучшение изображения). Создать алгоритм обработки поврежден­ных областей было несложно. Главная проблема заключалась в том, чтобы точно и без участия человека определить, на каких участках изображения дефекты есть, а на каких — нет. Иными словами, перед тем, как начинать процедуру очистки изображения, необходимо создать точную карту (мас­ку) расположения поврежденных областей.

В настоящее время Applied Science Fiction приобретена компанией Eastman Kodak.

Придя к выводу, что реализовать функцию автомати­ческой очистки сканируемого изображения чисто про­граммными средствами вряд ли удастся, разработчики ASF решили внести определенные изменения в кон­струкцию сканеров. Для составления карты поврежде­ний было решено применить дополнительное сканиро­вание оригинала в инфракрасном (ИК) диапазоне. На тех участках, где имеются физические дефекты (ца­рапины, пылинки, трещины и пр.), падающие на по­верхность пленки ИК-лучи рассеиваются. Таким обра­зом, вместе с исходным изображением сканер позволяет получить точную карту расположения поврежденных областей. После этого программной обработке под­вергаются только те участки изображения, на которых обнаружены физические повреждения или инородные объекты; все остальные области остаются нетрону­тыми. Разработчикам ASF удалось добиться впечатляющих успехов: применение аппаратно-программной технологии Digital ICE позволяет устранять не только пыль и царапины, но даже такие сложные для распознавания и устранения дефекты, как оставленные на пленке отпечатки пальцев и следы от попавших брызг. Единствен­ный серьезный недостаток Digital ICE в том, что эта технология рассчитана исклю­чительно на обработку цветных изображений и неприменима при сканировании черно-белых фотопленок (проблема заключается в том, что черно-белые фотоплен­ки непрозрачны для ИК-лучей).

Первоначально технология Digital ICE была разработана для сканирования прозрач­ных оригиналов и применялась в специализированных слайд-сканерах. В 2001 году компания EPSON инвестировала значительные средства в исследовательские рабо­ты ASF с целью доработки Digital ICE для использования в планшетных сканерах. В результате была создана технология Digital ICE Photo Print — специальная моди­фикация Digital ICE, работающая при сканировании в отраженном свете и пригодная для использования в планшетных сканерах. В настоящее время выпускается несколь­ко моделей планшетных сканеров, оснащенных Digital ICE Photo Print, в частности Microtek ScanMaker i900 и EPSON Perfection 4490.

В течение последующих лет ASF расширила функциональные возможности Digital ICE за счет использования дополнительных программных модулей — Digital ROC, Digital GEM и Digital DEE. Для применения в слайд-сканерах были выпущены Digital ICE3 Advanced (включающая Digital ICE, Digital ROC и Di­gital GEM) и Digital ICE Advanced (в составе Digital ICE, Digital ROC, Digital GEM и Digital DEE).

Digital ROC

He секрет, что поиск оптимальных цветовых и тональных настроек является одной из наиболее сложных и ответственных процедур при сканировании фото­носителей и становится настоящим камнем преткно­вения для многих пользователей. Программный модуль Digital ROC (Reconstruction Of Color — восстановление цвета), предназначенный для автоматиче­ской коррекции цветового и тонального баланса отска­нированного изображения, позволяет решить эту про­блему.

Принцип работы Digital ROC можно описать сле­дующим образом: на основе гистограмм исходного изображения программный модуль корректирует зна­чения черной и белой точки по каждому из цветовых каналов, а затем, если это необходимо, осуществляет дополнительную коррекцию посредством тональных кривых. Применение Digi­tal ROC позволяет заметно улучшить цветопередачу при сканировании выцветших, а также недодержанных и передержанных снимков. Модуль Digital ROC можно точно настраивать в соответствии с характеристиками конкретной модели ска­нера.

Digital GEM

При сканировании позитивных и негативных фотопленок пользователи довольно часто сталкиваются с тем, что в полученных изображениях хорошо заметна зерни­стая структура эмульсионного слоя. Зернистость становится хорошо различимой при сканировании любительских фотопленок чувствительностью 100-200 единиц ISO с разрешением порядка 2400 ppi. А в тех случаях, когда используются макси­мальное значение разрешающей способности (которое у современных моделей слайд-сканеров достигает 3600—4800 ppi) и/или высокочувствительные фотома­териалы (400 и более единиц ISO), явно выраженная гранулярность изображения становится весьма серьезным препятствием на пути получения качественного изображения.

Программный модуль Digital GEM (Grain Equalization Management — управление сглаживанием зернистости) (рис. 12.12) на основе анализа отсканированного изо­бражения выделяет рисунок зернистой структуры в каж­дом из цветовых каналов. Затем составленный образец гранулярного шума вычитается из исходного изобра­жения, вследствие чего значительно снижается его зер­нистость. Такой подход, с одной стороны, позволяет эффективно бороться с зернистостью даже высокочув­ствительной пленки, а с другой — сохранить цветовые и тональные характеристики, а также четкость и де­тальность оригинала. Нужно отметить, что технология Digital GEM применима для обработки изображений, полученных как с цветных, так и с черно-белых фо­топленок.

Digital DEE и Digital SHO

Технологии Digital DEE (Dynamic Exposure Extender — динамическое расширение экспозиции) и Digital SHO (Shadows & Highlights Optimizer — оптимизация теней и светов) применяются для автоматиче­ской коррекции тональных характеристик изображе­ния — например, чтобы проявить плохо проработанные на снимке детали в тенях и светах. Подобная коррек­ция, в частности, требуется снимкам, сделанным в усло­виях контрастного освещения либо с использованием фотовспышки. Кроме того, довольно часто кадры с ин- рИс. 12.13. Логотип тересным сюжетом бывают сняты с грубыми фотографическими ошибками, в результате чего их техниче­ское качество оказывается весьма невысоким. В большинстве таких случаев использование Digital DEE либо Digital SHO позволяет значительно улучшить изображение.

Другие решения

Собственную технологию автоматической ретуши прозрачных оригиналов под названием FARE (Film Automatic Retouching and Enhancement Technology) разра­ботала и применяет в своих планшетных сканерах компания Сапоп. Функциони­рует FARE по тому же принципу, что и Digital ICE: путем дополнительного ска­нирования оригинала в И К-диапазоне создается маска повреждений — и далее выполняется программная обработка дефектных областей. Судя по отзывам многих пользователей и экспертов, по качеству получаемых результатов FARE несколько уступает Digital ICE из-за использования более простых алгоритмов восстанов­ления поврежденных областей. В то же время решение Сапоп является более доступным.

Существует также ряд чисто программных решений, которыми производители ска­неров оснащают приложения управления сканированием. Например, в управляющих программах сканеров Сапоп CanoScan D1250U2/D1250U2F и CanoScan 3000/3000F имеется встроенный фильтр QARE (Quick and Automatic Retouching and Enhan­cement). Подобный фильтр (Dust & Scratch Removal) есть и в программах управ­ления сканированием ряда выпущенных на протяжении нескольких последних лет планшетных сканеров и МФУ EPSON. Разумеется, результаты работы программ­ных фильтров не столь совершенны (по сравнению с рассмотренными выше аппа­ратно-программными технологиями), однако такие решения являются значитель­но более доступными для домашних пользователей и не привязаны к аппаратным особенностям применяемого оборудования.