Використання маски нерізкості

Маска нерізкості, звана також «нерізкою маскою», насправді використовується підвищення візуальної різкості зображення, незважаючи на те, що назва може викликати протилежні асоціації. Підвищення різкості може допомогти вам підкреслити текстуру та деталі, і воно необхідне при постобробці більшості цифрових зображень. Маски нерізкості, мабуть, є найпоширенішим способом підвищення різкості, їх може накласти будь-яка програма редагування зображень (така як Photoshop). Маска нерізкості не може створити деталі, яких немає у вихідному зображенні, але вона може істотно підвищити деталь, що здається, збільшуючи дрібномасштабну чіткість.

Процес підвищення різкості працює, використовуючи трохи розмиту версію вихідного зображення. Вона віднімається з оригіналу виявлення меж, після чого створюєтьсямаска нерезкости(насправді фільтр високих частот). Далі контраст вибірково посилюється навколо виявлених меж з використанням розрахованої маски - створюючи на виході різкіше підсумкове зображення.

Перший крок : виявлення меж та розрахунок маски

Другий крок : посилення розмаїття кордонів

	Оригінал			Оригінал із посиленим контрастом
-		Розмита копія		Маска нерізкості
	Оригінал
=		Маска нерізкості	=		Підсумкове зображення

Примітка: «накладання маски» полягає у пропусканні інформації про зображення з шару поверх маски крізь неї та заміні нижнього шарупропорційно яскравості масці. Верхній шар не впливає на результат для ділянок, де чорна маска, і повністю замінює нижній там, де маска біла.

Якщо роздільна здатність зображення не збільшується, чому підсумковий текст виглядає набагато різкішим? Ми можемо краще зрозуміти, як це працює, якщо збільшимо ділянку кордону та вивчимо її на прикладі однієї з літер:

Оригінал	Обробка

Зауважимо, що межа літери не стає ідеальною «сходинкою», натомість у переході збільшується різниця інтенсивностей світла та тіні. Маска різкості покращує різкість, збільшуючи чіткість, хоча роздільна здатність залишається постійним (див. «різкість: роздільна здатність і чіткість»).

Примітка: маски нерізкості у фотографії не новина. Їх традиційно застосовували для плівки, використовуючи м'якше зображення трохи не у фокусі (яке можна було використовувати як маску нерізкості). Позитив від нерізкої маски далі поєднувався з негативом вихідного зображення та вирушав на друк. Цей метод застосовували скоріше підвищення локального розмаїття, ніж дрібномасштабної детальності.

Біологічна мотивація

Чому ж ці світлі та темні пере/недосвітки настільки ефективні у підвищенні різкості? По суті, маска нерізкості експлуатує прийом, на який купується людська візуальна система. Людське око бачить так звані «смуги Маха» вздовж граничних переходів; вони названі так на честь фізика Ернста Маха, який відкрив їх у 1860 році. Це підвищує нашу здатність розрізняти деталі на кордоні. Наведіть курсор на наступне зображення, щоб побачити ефект смуг Маха:

(Гладієнт, що згладжує, посилює ефект смуг Маха)

Зауважте, як яскравість у кожному кроці градієнта не здається постійною. На правій стороні кожної сходинки ви побачите його як світліший, а на лівій як темніший — дуже схоже на поведінку нерізкої маски. Наведіть курсор на наступний малюнок, щоб побачити, що відбувається:

На практиці

На щастя, використовувати маску нерізкості у Фотошопі та інших програмах редагування зображення швидко та легко. Її зазвичай можна знайти в меню "Фільтри", в розділі "Підвищення різкості". Використання маски нерізкості вимагає розуміння трьох параметрів її налаштування: «ступінь», «радіус» та «поріг».

Ступінь (Amount) зазвичай вказана у відсотках, і вона регулює величину перегину. Її можна також розглядати як кількість розмаїття, що додається кордонів.

Радіус управляє ступенем розмиття оригіналу для створення маски, показаної на ілюстрації за підписом «розмита копія» вище. Це впливає на розмір меж, які ви хочете виділити, тому менший радіус виділяє дрібномасштабні деталі.

Поріг (Threshold) задає мінімальну зміну яскравості, яка має бути виділена. Це рівнозначно обрізанню рівнів темних пікселів у масці, які при цьому не були чорними. Поріг можна використовувати виділення більш помітних кордонів, залишивши у своїй менш виражені кордону недоторканими. Це особливо корисно, щоб уникнути посилення шуму, або щоб виділити очі, залишивши недоторканою текстуру шкіри.

Оригінал	Помірна обробка	Надмірна обробка (видимі гало)

Рішення: поява гало може бути значно зменшена за допомогою використання для маски нерізкості меншого радіусу. Інакше можнавикористовувати один із досконаліших методів (про них незабаром буде написано окремо).

Інша складність застосування маски нерізкості полягає в тому, що вона може спричинити незначні тональні зрушення. Нормальні маски нерізкості посилюють інтенсивності у всіх каналах кольоровості пропорційно, на противагу посиленню в каналі яскравості. У випадках, коли є дуже дрібні колірні текстури, окремі відтінки можуть бути виділені, інші, навпаки, згладжені. Розглянемо наступний приклад:

Оригінал	Обробка RGB (видні блакитні кордони)	Обробка яскравості

Коли червоний віднімається з нейтрального сірого фону на кордонах (приклад у центрі), у зоні освітлення з'являється блакитне зміщення (див. Субтрактивний синтез кольору). Якщо застосувати маску нерізкості тільки в каналі яскравості (приклад праворуч), освітлення стає яскраво-червоним, а затемнення (практично непомітне) темно-червоним, усуваючи зсув кольору.

Рішення: зсув кольору може бути повністю виключений шляхом застосування маски нерізкості до каналу «освітленості» в режимі LAB. Найкращий метод, який виключає перетворення просторів кольоровості та мінімізує постеризацію, це:

1. Створити шар-дублікат
2. Підвищити різкість цього шару, використовуючи звичайну маску нерізкості
3. Нанести оброблений шар поверх вихідного, використовуючи режим суміщення "освітленість" у вікні списку шарів.

Приклад із життя

Наведіть курсор намаску нерізкостітарезультат, щоб побачити, як оброблене зображення співвідноситься з вихідним. Різниця може бути часом просто приголомшливою.

Оригінал	Маска нерізкості	Результат

(Маска нерізкості трохи висвітлена для більшої помітності)

---