В МТИ создали технологию восстановления данных с размытых фотографий и видео
Исследователи Массачусетского технологического института представили технологию, которая позволяет восстановить ценные данные из фотографий и видеозаписей низкого качества. Была использована модель «визуальной депроекции», которая с помощью нейросети сопоставляет низкоразмерные проекции с оригинальными многомерными изображениями и видео.
Алгоритм способен использовать полученную информацию для воссоздания первоначальных данных из проекции. Проекцией может выступать, например, фото звездного неба, сделанное с большой выдержкой. На таком снимке звезды обычно представляются как размытые полосы из-за того, что меняли свое положение в процессе съемки.
Ученым же удалось воспроизвести точные кадры снимка с движением людей исходя из информации о траектории движения человека. В ходе эксперимента было записано 35 видео с 30 людьми, идущими в одном месте. В итоге алгоритм точно воссоздал 24 кадра, передав изменение перспективы. Таким образом, нейросеть поняла, что пиксели, которые становятся темнее и шире, скорее всего, означают приближение человека к камере.
Исследователи отмечают, что в пикселях проекции кроются «подсказки» о многомерной исходной сцене. Цифровые камеры при съемке с длинной выдержкой просто собирают фотоны в каждом пикселе, а при захвате движения камера принимает среднее значение от пикселя, который получает информацию о движении. Затем эти значения применяют к соответствующим показателям высоты и ширины неподвижного изображения, и это создает характерные размытые полосы на траектории объекта.
По словам ученых, такая модель может быть использована не только для воссоздания видео из размытых изображений, но и для того, чтобы преобразовать 2D-медицинские изображения в более информативные — 3D, которые смогли помочь врачам в их работе. Кроме того, нынешняя методика компьютерной томографии дорога и доступна далеко не всем, особенно в бедных странах.
«Во всех этих случаях визуальные данные имеют одно измерение — во времени или пространстве — которое полностью теряется. Если мы восстановим это потерянное измерение, у него может быть много важных приложений», — заявил один из авторов статьи Гуха Балакришнан.
Восстановление старых и испорченных фотографий
Фотографии на бумажном носителе имеют неприятное свойство с течением времени тускнеть, выцветать, покрываться мелкими трещинами и царапинами. Практически у каждого человека в доме хранятся старые черно-белые фотографии из семейного архива, поврежденные временем. Однако они дороги сердцу и их можно восстановить, если воспользоваться компьютером и соответствующим программным обеспечением.
Методов восстановления фотографий с использованием современных технологий множество. Рассмотрим один из методов – восстановление фотографии с помощью Adobe Photoshop. В любом из них можно отметить использование следующих инструментов: Clone Stamp Tool, Healing Brush Tool и Patch Tool. Что понадобится: компьютер с соответствующим программным обеспечением и сканер для сканирования изображений. Вот наиболее простой и распространенный способ для реставрации изображения:
1. Сканирование фотографий
Фотографию необходимо качественно отсканировать. Перед сканированием не забудьте стереть с фотографии отпечатки пальцев и застарелую пыль.
В настройках сканера нужно установить самое высокое разрешение – как минимум 300 – 600 dpi. Меньшее разрешение не позволит отпечатать восстановленную фотографию.
Сканировать черно-белые фотографии необходимо в «цветном» режиме (RGB), а не в черно-белом, поскольку цветной режим дает возможность сохранить больше деталей. При сканировании в режиме «оттенки серого» результат может получиться менее качественным и с большим количеством шумов.
2. Анализ изображения и кадрирование
В процессе сканирования и перевода фотографии с поврежденного бумажного носителя в цифровой вид проявляется очень много мелких трещинок, царапин и пылинок, которые порой совершенно не видны на оригинальном снимке. После сканирования важно проанализировать изображение на предмет того, нужно ли убирать пыль, какие участки фотографии требуют восстановления, а какие могут послужить в качестве доноров для утраченных областей.
3. Удаление царапин и пыли
Для удаления пыли используется фильтр Dust&Scratches с последующим наложением маски слоя и восстановлением неповрежденных пылью участков. Пыль всегда сильнее видна в тенях и, соответственно, там ее намного проще будет удалять автоматически. Удаляя пыль, работайте на приближении 100 процентов, чтобы впоследствии получить чистую, восстановленную фотографию, при печати которой не появятся какие-либо царапины и пылинки, оставшиеся незамеченными.
Для устранения трещин понадобится перейти в режим Lab Color, где можно исправлять изображение и по рельефу, и по цвету. Трещины и царапины убираются с фотографии при помощи инструмента Clone Stamp Tool. Также для этой цели можно воспользоваться Healing Brush Tool. При работе с этими инструментами будьте особенно внимательны, убирая царапины и трещины с лиц на фотографии.
Волосы, одежда и некоторые другие детали являются зачастую единственными участками на старой фотографии, которые можно назвать четкими и детальными. Поэтому при работе с ними также следует соблюдать предельную аккуратность. В случае необходимости можно дополнительно убрать на фотографии мешки под глазами, морщины и другие недостатки все теми же инструментами Clone Stamp Tool и Healing Brush Tool.
4. Восстановление недостающих участков
Некоторые участки старой фотографии могут быть настолько повреждены, что их придется восстанавливать, используя другие, аналогичные области на снимке. Для восстановления недостающих или испорченных участков нужно воспользоваться инструментом Clone Stamp Tool. Здесь требуется только выбрать на фотографии участок, с которого можно скопировать часть пикселей и, таким образом, восстановить с их помощью испорченную область. Указатель курсора ставится на этот участок, после чего нужно щелкнуть левой кнопкой мыши, нажав на клавишу Alt. Далее необходимо переместить указатель курсора на испорченный участок фотографии и вновь щелкнуть левой кнопкой мыши. Возможно, придется создавать новый слой для коррекции каждой крупной детали фотоизображения.
Для того чтобы закрыть крупные повреждения, лучше применить инструмент Patch Tool, предусматривающий создание своеобразной заплатки, которой сможете накрыть испорченный фрагмент изображения. Для восстановления симметричных деталей лица пользуйтесь функцией Flip Horizontal из группы Transform, чтобы отобразить скопированный фрагмент зеркально по горизонтали. Затем командой Warp трансформируйте фрагмент, чтобы он дополнил фотографию. Правда, тут нужно учитывать, что лицо человека очень редко бывает симметричным, вследствие чего восстановленное таким способом лицо может выглядеть нереалистично. Так что, вероятно, придется выполнять дополнительную коррекцию и растушёвку восстановленного фрагмента.
5. Цветокоррекция
Наконец, загружаем Adobe Photoshop. И первая задача – сделать черно-белое цветным, а потерявшее цвета вновь заставить играть первоначальными красками. Для этого достаточно использовать сочетание клавиш Ctrl+L, чтобы вызвать диалоговое меню Levels (уровни). Сначала можно воспользоваться кнопкой Auto (Авто) и посмотреть на готовый результат коррекции цвета. Если результат не устраивает – придется корректировать тон вручную.
Работая с уровнями (Levels).ползунки белой и черной точки нужно будет передвинуть к тем точкам изображения, где гистограмма отображает начало областей с темными и светлыми пикселями. Чтобы увеличить контрастность и цветовую насыщенность фотографии, также потребуется задействовать меню Match Color. Здесь можно увеличить интенсивность цвета посредством бегунка Color Intensity, при этом необходимо будет установить флажок Neutralize, чтобы нейтрализовать появляющиеся полутона.
6. Мелкие исправления, улучшение четкости и общая коррекция фотографии
Если на фотографии имеются затененные области, то их можно будет убрать посредством опции Shadow/Highlight. Для коррекции темных и светлых областей необходимо правильно подбирать настройки, чтобы не потерять в детализации снимка и не «убить» контра ст. Чтобы достичь действительно качественного результата, рекомендуется использовать кривые (Curves), с помощью которых можно будет дополнительно проработать темные и светлые участки фотоизображения.
Для улучшения четкости фотографии воспользуйтесь инструментом Unsharp Mask. Не стоит слишком зацикливаться на устранении шумов при восстановлении фотографий. Зерно на старых фотографиях смотрится вполне эффектно, добавляя изображению своеобразный дух времени.
Напоследок, можно попробовать сделать фото более интересным и красочным, дополнительно скорректировав контраст и цветовую насыщенность снимка посредством опции Hue/Saturation, которая вызывается сочетанием клавиш Ctrl+U.
Источники:
http://life.mosmetod.ru/index.php/item/vosstanovlenie-staryh-i-isporchennyh-fotografij
http://habr.com/ru/post/463723/
Загрузка...
