Как избавиться от жутких следов артефактов JPG? Уменьшение шума на изображениях с помощью Photoshop

Это один из вопросов, который был задан учениками на курсе Adobe Photoshop. Базовый уровень При желании дополнительные вопросы можно задавать прямо в комментариях к этому посту. В дальнейшем ссылки на все вопросы будут собраны в одном посте и систематизированы.

4. Как избавиться от жутких следов артефактов JPG?

Давайте сначала разберемся, как JPEG сжимает картинку, и чем «жуткие артефакты» отличаются от «не жутких». На иллюстрации приведена центральная часть кадра, который сделал Александр Железняк . Фото входило в книгу «Россия глазами блогера». Это кроп с полноразмерного кадра, разрешение «родное». Соответственно, каждый пиксель честно несет информацию о деталях. В той степени, в которй ее восстановил конвертер.

А вот это та же самя картинка покрытая «жуткими артефактами» ровно наполовину. На верхнюю половину. Кадр срощен из двух частей: нижняя половина сохранена с обычным для интернета фактором качества 8. В команде Save for Web (Сохранить для Web ) этому соответствует установка качества 60. Верхняя половинка предварительно была сохранена с фактором качества 0. Наметанный глаз может заметить неоднородности на частичках мусора в воде. При этом верхняя часть краба выглядит достаочно сносно.

Фанаты могут сдернуть вышеприведенное изображение, открыть его в фотошопе, увеличить и рассмотреть неприятности во всей красе. Для всех остальных представляю центральную часть кадра, увеличенную в пять раз. Справедливости ради нужно заметить, что сохраненная даже с таким драконовским сжатием картинка, в реальном размере не производит неизгладимо жуткого впечатления. И, следуя принципу разумной достаточности, можно было бы с ней смириться. Но, принцип не накопления погрешностей не дает это сделать.

Чтобы побороть проблему, нужно понимать, как она образуется. Достаточно подробный рассказ об алгоритмах сжаия JPG можно найти в статье «Сжатие изображений: JPEG и JPEG2000» , а простыми словами это можно описать так. Программа разбивает картинку на квадраты 8х8 пикселей (начиная с левого верхнего угла), после чего усредняет (размывает) картинку в каждом из квадратов. В результате внутри квадратов изображение теряет детали, а на стыках появляются явно заметные уступы. Чтобы побороться с ними, нужно размыть изображение. Но не все целиком, а только в области этих уступов.

Дя этого нужно сформировать выделение границ квадратов. Первым делом создаем файл File > New (Файл > Создать ) размеров 8х8 пикселей. Как он будет называться не важно, сохрянять его не понадобится.

После этого отдаем команды Select > All (Выделение > Все ), а потом Edit > Stroke (Редактирование > Выполнить обводку ), с показанными ниже настрйками. В результате получается белый квадрат размером 8х8 пикселей с черной обводкой по границе шириной в 1 пиксель.

Выделение сохраняется, азначит можно привратить эту кртинку в патерн: Edit > Define Pattern (Редактирование > Определить узор ). Вот в этом месте лучше ввести осмысленное название. А заодно закрыть временный файл.

Далее переключаемся на восстанавливаемое изображение, переходим в режим быстрой маски и отдаем команду Edit > Fiil (Редактирование > Выполнить заливку ). В качестве образца заливки выбираем саготовленный патерн.

В результате на экране Вы увидите вот такое превью.

Поскольку у меня режим быстрой маски настроен на закрашивание выделенных участков, после выхода из режима быстрой маски муравьи будут маршировать вокруг стыков артефактов. ВНИМАНИЕ!!! Если у Вас быстрая маска настроена по-умолчанию (закрашиваются замаскированные области), в этом месте выделение нужно инвертировать. И, на всякий случай, проверьте, действительно ли стыки JPEG-артефактов лежат между тропинками муравьев.

А дальше даем простое гауссово размыие. поскольку размер артефактов не зависит от размера картинки, можно даже порекомендовать стандартные настройки. По моему опыту хорошо работает настройка 0,5-0,6 пикселей.

Ниже можно проверить результат. Увеличение в пять раз относительно нормального размера. Нижняя часть сохранена в JPEG с минимальной компрессией. Верхняя часть сохранена с максимальной компрессией (пример выше) и избавлена от явных артефактов по предложенному методу.

Конечно, чудес на свете не бывает. Разница видна, но, по сравнению с исходной «квадратичостью» все гораздо лучше.

Глядя на представленное чуть ниже изображение, можно сделать вывод о том, что оно несколько пострадало от излишней JPEG-компрессии. Данный "эффект" - следствие перевода картинки в формат JPEG, славящийся своей компактностью, за которую, впрочем, иногда приходиться расплачиваться качеством изображения. Если сжимать в меру, то оно практически не страдает, но если чересчур - то визуальные свойства изображения могут быть потеряны в значительной степени. Если у вас имеются подобные испорченные изображения, этот урок для вас. Сейчас я расскажу вам о том, как восстановить первоначальный вид данной фотографии.

Последствия JPEG-компрессии

Так выглядит "квадратичность"

Предлагаю произвести процесс восстановления нашей фотографии в два этапа. На первом будут устранены цветовые дефекты и выровнены цветовые переходы. На втором избавимся от "квадратичности" изображения.

Открываем ту фотографию, которую необходимо подправить и жмем комбинацию клавиш "Ctrl + J", нажатие которых создаст копию текущего слоя.

Теперь применяем к созданному слою фильтр. Для этого идем в Filter - Noise - Median , задаем значение Radius - 2 pixels.

В палитре "Layers" в качестве способа наложения выбираем Color . После этого, пройдя в Filter - Blur - Gaussian Blur , подбираем значение параметра Radius таким образом, чтобы с изображения исчезло большинство визуальных дефектов.

Для приведенной в этом уроке фотографии больше все подошло значение "3". Будьте осторожны : слишком большие значения параметра "Radius" могут привести к полной потери цвета изображением. Посмотрим, что у нас получилось.

Цвет подкорректирован

Половина пути пройдена. Переходим ко второму этапу редактирования - к устранению квадратичности.

Нажав комбинацию клавиш "Ctrl + N" и указав необходимые параметры, создаем новое изображение 8х8 пикселей с прозрачным фоном. Нажатием клавиши "D" назначаем черный цвет цветом переднего плана. Теперь выбираем инструмент Pensil ("B") и на нашем только что созданном изображении рисуем квадрат. Для удобства задайте для этого изображения масштаб примерно 1600%. У вас должно получиться что-то вроде этого.

Теперь нужно выделить все нажатием комбинации клавиш "Ctrl + A", пройти в Edit - Pattern , задать новое имя (например, "mypattern") и нажать "ОК".

Размер "8х8" выбран не случайно . Он пригодиться нам для обработки изображений на протяжении всего урока, может быть даже не одного. Дело в том, что алгоритм сжатия формата JPEG таков, что перед компрессией изображение делиться на квадратики, размер каждого из которых равен 8х8 пикселей. Впоследствии каждый из этих квадратиков подвергается компрессии, по окончании которой не у всех 8х8-блоков совпадают цветояркостные параметры. Именно по этой причине на фотографии, особенно при некотором ее увеличении, прослеживаются квадратики, несовпадающие по яркости с примыкающей к ним области изображения.

Только что созданный при помощи инструмента Pensil квадратик послужит нам шаблоном для дальнейшей обработки фотографии. Ведь нам предстоит ее размыть.

Сделать это можно двумя способами : грубо размыть все фотографию или, вспомнив, откуда у вышеозначенного дефекта ноги растут, создать сеточку из маленьких квадратиков со стороной 8 пискелей и действовать более тонко - размывать лишь границы их соприкосновения друг с другом. Не знаю, как вы, а я изберу второй метод. Итак, поехали.

Нажимаем "Ctrl + Shift + N", затем "Enter", чем создаем новый слой. Далее идем в Edit - Fill и в выпадающем меню Custom Pattern выбираем недавно созданным нами квадратик и нажимаем "ОК". Посмотрим на результат.

Теперь, удерживая клавишу "Ctrl", кликаем по недавно созданному слою с сеткой. Результат - загрузится выделение по форме сетки. Отключаем видимость слоя с сеткой (выделение при этом остается) и переключаемся на слой с изображением. Теперь жмем "Ctrl + J", чтобы скопировать выделение на текущий (с изображением) слой. Затем переключаемся в слой с пограничными областями. После этого идем в Filter - Bloor - Gaussan Blur и подбираем значение параметра Radius , пока изображение не освободиться от швов. От себя предложу дипазон от 0,4 до 1 пикселя.

Давайте сначала разберемся, как JPEG сжимает картинку, и чем «жуткие артефакты» отличаются от «не жутких». На иллюстрации приведена центральная часть кадра, который сделал . Фото входило в книгу «Россия глазами блогера». Это кроп с полноразмерного кадра, разрешение «родное». Соответственно, каждый пиксель честно несет информацию о деталях. В той степени, в которй ее восстановил конвертер.

А вот это та же самя картинка покрытая «жуткими артефактами» ровно наполовину. На верхнюю половину. Кадр срощен из двух частей: нижняя половина сохранена с обычным для интернета фактором качества 8. В командеSave for Web (Сохранить для Web ) этому соответствует установка качества 60. Верхняя половинка предварительно была сохранена с фактором качества 0. Наметанный глаз может заметить неоднородности на частичках мусора в воде. При этом верхняя часть краба выглядит достаочно сносно.

Чтобы побороть проблему, нужно понимать, как она образуется. Достаточно подробный рассказ об алгоритмах сжаия JPG можно найти в статье , а простыми словами это можно описать так. Программа разбивает картинку на квадраты 8х8 пикселей (начиная с левого верхнего угла), после чего усредняет (размывает) картинку в каждом из квадратов. В результате внутри квадратов изображение теряет детали, а на стыках появляются явно заметные уступы. Чтобы побороться с ними, нужно размыть изображение. Но не все целиком, а только в области этих уступов.

Далее переключаемся на восстанавливаемое изображение, переходим в режим быстрой маски и отдаем командуEdit > Fiil (Редактирование > Выполнить заливку ). В качестве образца заливки выбираем саготовленный патерн.

В результате на экране Вы увидите вот такое превью.

Шум изображения выглядит как редкие посторонние пикселы, которые не являются частью элементов изображения. Причиной шума может быть съемка цифровой камерой при высокой чувствительности ISO, недостаточной выдержке или при съемке в темноте с долгой выдержкой. Как правило, камеры любительского класса «шумят» больше, чем профессиональные. Шум отсканированных изображений может быть вызван сенсором сканера. Часто на сканированных изображениях проявляется зерно пленки.

Шум изображения бывает двух видов: шум светимости (в оттенках серого), с которым изображение выглядит зернистым или пятнистым, и цветовой шум при котором изображение содержит цветные артефакты.

Шум светимости может быть более выражен в каком-то одном канале изображения, как правило, в синем. Дополнительный режим позволяет корректировать шум в каждом канале отдельно. Перед открытием фильтра следует проверить каналы по отдельности, чтобы выяснить, в каком из них преобладает шум. Устранение шума в одном канале позволяет сохранить больше деталей изображения по сравнению с общей коррекцией по всем каналам.

Выберите «Фильтр» > «Шум» > «Уменьшить шум».
В области предварительного просмотра увеличьте масштаб изображения, чтобы отчетливее видеть шум.
Задайте параметры: Интенсивность Степень снижения шума светимости по всем каналам изображения. Сохранить детализацию Сохранение контуров и детализацию изображения, например волос или текстурных объектов. При значении 100 сохраняется наибольшая детализация изображения, но понижение шума светимости при этом минимальное. Тонкая настройка понижения шума достигается балансом между элементами управления «Интенсивность» и «Сохранить детали». Уменьшить цветовой шум Удаление случайных цветных пикселов. Чем больше значение, тем сильнее понижение цветового шума. Повысить резкость деталей Повышение резкости изображения. При уменьшении шума изображение становится менее резким. Восстановить резкость можно позднее с помощью управляющего элемента резкости в диалоговом окне, либо с помощью одного из фильтров резкости Photoshop. Удалить артефакт JPEG Удаление пятнообразных артефактов и ореола, который возникает при сохранении изображения в формате JPEG в невысоком качестве.
Если шум светимости преобладает в одном или двух цветовых каналах, нажмите кнопку «Дополнительно» и выберите нужный цветовой канал в меню «Канал». Степень уменьшения шума в данном канале регулируется с помощью элементов управления «Интенсивность» и «Сохранить детали».

Чаще всего в своем творчестве Philippe GREGOIRE использует фотографии, которые сделал сам, при этом ему очень часто приходится сканировать фотографии. Но сканированные фотографии содержат большое количество шума, особенно те, что были напечатаны на принтере. Фотографии, сделанные в условиях недостаточной освещенности, также обычно получаются очень "шумными".

Обычно при подготовке таких фотографий Philippe GREGOIRE использует фотошоповские фильтры из группы Noise или сначала слегка размывает изображение с помощью фильтра Gaussian Blur , а затем увеличивает резкость с помощью Unsharp Mask . Правда, всегда при этом на фотографиях страдает детализация и резкость.

Попробовав решить эту проблему с помощью плагина AKVIS Noise Buster , Philippe GREGOIRE был приятно удивлен: шум и артефакты были разглажены без потери общей резкости на изображении.

Иногда фотографии в формате jpg (jpeg) получаются просто ужасными, хотя на первый взгляд так и не скажешь.

Но достаточно лишь посмотреть на фотографию при небольшом увеличении, чтобы увидеть характерные для jpeg фотографий квадраты пикселей.

В борьбе с jpg артефактами очень полезным может оказаться плагин AKVIS Noise Buster .

Шаг 1. Откроем исходный JPEG файл в графическом редакторе Adobe Photoshop и вызовем плагин AKVIS Noise Buster , выбрав в главном меню редактора пункт Filter -> AKVIS -> Noise Buster.
Шаг 2. Увеличим масштаб изображения, чтобы на нем были хорошо видны JPEG-артефакты . Для этого в Окне навигации перетащим ползунок вправо.
Шаг 3. Запустим автофильтрацию - автоматический подбор параметров (Auto Filtering).
Шаг 4. На изображении выделим прямоугольную область, на которой хорошо был бы виден результат фильтрации и разница между исходной и отфильтрованной частью изображения.
Шаг 5. Если результат фильтрации устраивает, то можно нажать на кнопку , чтобы обработать с заданными настройками все изображение целиком.
Шаг 6. Результат вам нравится? Тогда остается только нажать на кнопку .
Шаг 7. Если теперь вам захочется попробовать применить плагин с другими параметрами, то сначала необходимо вернуться к исходному изображению, встав на первый шаг в палитре History (в этом случае это "Photo SCKP0198").
Шаг 8. Снова вызовем плагин AKVIS Noise Buster и подберем настройки для более сильного шумоподавления.

Снова нажмем на кнопки и . Изображение откорректировано, но чересчур размыто: для параметров были выбраны слишком большие значения.
Шаг 9. Снова вернемся к изображению, полученному на шаге 6 в результате автофильтрации, и сравним его с исходной фотографией.
При сравнении видно, что автофильтрация дала хороший результат на деревянных столбах и вывеске, но не на траве и деревьях.

Поэтому лучшим выходом в таком случае будет отделить эти две части фотографии друг от друга.
Шаг 10. Для выделения деревянной вывески воспользуемся режимом Быстрая маска (Quick Mask). Более подробно об этом режиме можно прочитать .
В настройках этого режима зададим, что маскируемые (невыделяемые) области изображения отмечаются желтым полупрозрачным цветом. Вы можете, конечно, использовать любой цвет и любую прозрачность для маскируемых областей изображения.