Сканеры и Технологии автоматической ретуши
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
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.