Как идентифицировать застрявшие пиксели и удалить их из цифровых фотографий
Если вы заметили горячие точки на своих цифровых фотографиях, области, где застрявший пиксель в датчике камеры отображал очень яркие пятна цвета, которые не принадлежат изображению, вы не одиноки. Это невероятно распространенное явление, но это не значит, что вы должны с этим мириться. Читайте дальше, когда мы обсудим, что отличает застрявшие пиксели от других дефектов и проблем сенсора, как их идентифицировать и как исправить это как в камере, так и вне ее..
Что такое застрявший пиксель и откуда он?
Во-первых, давайте определим, что такое застрявший пиксель, и приведем пример, чтобы у вас была непосредственная система отсчета. Самая важная вещь, которую нужно уточнить, это то, что мы не говорим о проблемах с пикселями, расположенными на ЖК-дисплее вашей камеры. Любые проблемы, которые могут возникнуть у вас с ЖК-экраном, безусловно, вызывают раздражение, но они никак не влияют на ваши изображения (только отображение этих изображений на корпусе камеры). Проблемы с ЖК-экраном на камере очень похожи на проблемы с настольными мониторами, так как их дизайн очень похож. Существует не так много, что может быть сделано для проблем с отображением на экране камеры, кроме как вернуть его на ремонт.
Внутри вашей цифровой камеры находится датчик CMOS, и это является источником ошибок пикселей, которые нас интересуют. Датчик представляет собой крошечный массив фотодиодов, расположенных в виде сетки, точно так же, как монитор вашего компьютера представляет собой большой массив пикселей. Так же, как ваш монитор использует миллионы пикселей в сочетании с подсветкой для создания изображения, которое вы можете просматривать, сенсор CMOS имеет миллионы пикселей, которые захватить Свет в сочетании с алгоритмом обработки, чтобы создать изображение, которое вы можете просмотреть. Когда все работает хорошо, вы не задумываетесь над этими микроскопическими фотодиодами. Когда вещи начинают работать со сбоями, внезапно один (или многие) из маленьких парней становится в центре ваших фотографий.
Наиболее очевидная неисправность известна как «застрявший пиксель». В случае застрявшего пикселя некоторые или все фотодиоды, составляющие компонент RGB, составляющий один пиксель в изображении, застряли на своем максимальном значении. Следовательно, этот застрявший пиксель может быть ярко-синим, зеленым или красным, если только некоторые из фотодиодов застряли, или чисто белым, если все диоды для этого конкретного пикселя застряли на своем максимальном значении. Вот пример застрявшего пикселя в дикой природе.
На левой стороне показаны два застрявших пикселя (один ярко-синий и один ярко-белый), которые видны при 100-процентном кадрировании на изображении JPEG, снятом камерой Nikon D80. Правая сторона показывает обрезку 3000 процентов (с наложенной сеткой пикселей Photoshop). Если вам интересно, почему синее пятно, как чернила на бумаге, расплывается, это побочный эффект алгоритма обработки JPEG в камере. Фактически застрявший пиксель является фиксированным местоположением, но поскольку камера обрабатывает необработанный ввод от датчика CMOS с использованием процесса демозаики и фильтра Байера, единственная точка отказа в датчике в конечном итоге приобретает этот точечный вид.
Застрявший пиксель отличается от других распространенных артефактов и недостатков, обнаруженных в цифровом изображении. «Мертвый пиксель» в цифровом изображении является результатом набора неработающих фотодиодов. Они не возвращают слишком высокие значения (например, все синие), они вообще не выдают значения (что приводит к появлению черного пятна). Некоторые из методов, которые мы опишем сегодня, на самом деле будут заботиться о битых пикселях, но наш основной упор делается на застрявшие пиксели, так как их легко исправить, и они выделяются значительно больше (поскольку глаза тянутся к неестественно ярким пятнам на темном фоне). ).
В дополнение к застрявшим пикселям и битым пикселям есть так называемые «горячие пиксели». В отличие от застрявших и битых пикселей, которые фиксируются на месте на CMOS-датчике точно так же, как плохой пиксель на мониторе, горячие пиксели являются временным артефактом, который приходит и уходит. Когда цифровая камера используется для длительных экспозиций (таких как фотографирование звездных следов или другие фотопроекты, для которых требуются экспозиции, измеряемые в секундах), датчик CMOS нагревается. Пиксели, которые отображаются как «горячие» при длительной экспозиции, могут никогда не появиться снова (и другие пиксели могут выглядеть горячими при следующей длительной экспозиции).
Многие камеры имеют функцию шумоподавления специально для этой ситуации, когда вы делаете еще одну фотографию (с крышкой объектива) сразу после первой фотографии, а вторая фотография используется для определения того, какие пиксели в данный момент горячие в CMOS, и удаления / смешивания этих пикселей. с оригинальным изображением. Обратитесь к документации для вашей камеры и / или на сайте производителя, чтобы узнать, есть ли у вашей камеры такая функция. Эти фильтры шумоподавления удобны для очистки длинных выдержек, но не могут помочь с битыми или застрявшими пикселями.
Наконец, есть физические артефакты, которые не имеют ничего общего с дефектами датчика CMOS, но при правильных условиях могут выглядеть как застрявшие пиксели: старая пыль. Если ваша зеркальная камера покрыта сенсорным стеклом с небольшим количеством пыли, ее необходимо очистить. Ознакомьтесь с нашим руководством по чистке датчиков DSLR, чтобы определить, является ли пыль источником вашей проблемы, и как ее устранить, если она есть..
Так где же это, страдалец застрявших пикселей? Давайте посмотрим на спектр доступных решений.
Исправление проблемы с застрявшим пикселем в камере
Существует множество способов решения проблемы застрявших пикселей: от бесплатных до дорогих, от простых до сложных. Прочитайте различные приемы и определите, на что рассчитывает гарантия, бюджет и терпение вашей камеры. Давайте сначала посмотрим на доступные в камере решения. В идеале вы сможете починить свою камеру здесь и отключиться; Реально это обычно сложно или дорого решить проблему в камере. Стоит также отметить, что встроенные решения сильно зависят от бренда / модели, и вам нужно будет немного поработать с поисковой системой, чтобы определить, поддерживают ли ваши конкретный бренд и модель методы, описанные в этом разделе..
Преобразование мертвого пикселя
Современные цифровые камеры имеют миллионы на миллионы пикселей. Если кто-то идет плохо, это не конец света (но когда некоторые из них становятся ярко-синими или зелеными, это, безусловно, отвлекает). Поскольку сенсор имеет десятки миллионов пикселей для работы, официальное решение, предлагаемое производителями камер, заключается в том, чтобы просто «наметить» плохие пиксели. Это решение основано на программном обеспечении и, по существу, сообщает камере: «Хорошо, игнорируйте пиксель №12,486,200 и интерполируйте данные из окружающих 8 пикселей, чтобы заполнить пробел». В результате получается бесшовное прикрытие дефектного пикселя, так что даже эксперт-криминалист не может не скажу, где было применено исправление.
Если ваша камера находится на гарантии, вы можете отправить ее в ремонтную мастерскую, и она запустит диагностику вашей камеры и наметит битые пиксели. Если у вашей камеры нет гарантии, сервис обычно стоит около 100-200 долларов. Это дорого, но, с другой стороны, это обычно включает в себя профессиональную чистку камеры как часть диагностических услуг..
Некоторые производители, такие как Olympus, включают функции отображения пикселей в прошивку своих камер. Эта функция активируется закрытием затвора / закрытием объектива и активацией опции отображения пикселей в меню настроек. Черный эталонный кадр берется, и любые обнаруженные застрявшие пиксели отображаются; поездка в ремонтный центр не требуется.
Если ваша камера имеет функцию картирования пикселей, обязательно используйте ее. Если вы только что купили новую камеру (или она все еще находится в пределах гарантии), и у вас большое количество застрявших или битых пикселей, непременно отправьте ее обратно для ремонта. Однако мы не слишком хотим тратить сотни долларов на сервисный вызов, который отображает застрявшие пиксели по простой причине. Да, он отобразит ваши текущие битые пиксели, но неизбежно, что с возрастом вашей камеры вы получите больше. Вместо того, чтобы выкладывать серьезные денежные средства каждый раз, когда появляются новые, стоит использовать другие методы, чтобы изгнать их.
Shake It Loose с автоматической очисткой
На рынке представлено довольно много моделей камер с функцией автоматической очистки. По сути, крошечный мотор вибрирует корпус датчика CMOS с ультразвуковой частотой (точно так же, как эти дорогостоящие зубные щетки и машины для чистки ювелирных изделий), стремясь стряхнуть частички пыли, прилипшие к стеклу датчика..
Более чем несколько восхищенных фотографов сообщили, что процесс автоматической очистки уменьшил или устранил проблему застрявших пикселей. Учитывая, что это по сути микроскопическая версия мягкого массирования пикселей на ЖК-экране, чтобы открепить их, мы можем увидеть, как это может работать. Это длинный снимок, но это также бесплатный снимок (и вы все равно должны использовать эту функцию для очистки камеры), так что вы можете попробовать его, если у вашей камеры есть такая функция.
Замечания: Некоторые производители, такие как Canon, комбинируют функцию очистки с функцией переназначения (и в документации не очень четко понимают, что эти две вещи происходят одновременно)..
Исправление проблемы с застрявшим пикселем с помощью программного обеспечения
Для тех из нас, кому не повезло иметь гарантированную камеру или встроенную функцию очистки / переназначения, следующая лучшая вещь - это использовать программное обеспечение для решения проблемы. Давайте рассмотрим автоматические, полуавтоматические и ручные способы исправления фотографий..
Переключиться на RAW
Как мы упоминали ранее в статье, причина, по которой застрявшие и битые пиксели выглядят такими большими на конечном изображении JPEG, является результатом фильтров, которые камера запускает на них во время обработки в камере. Вы знаете самый простой способ избежать расцвета вокруг каждого дефектного пикселя а также избавиться от них вообще? Снимайте ваши фотографии в формате RAW. Когда придет время обрабатывать фотографии, просто используйте инструмент обработки RAW, такой как Adobe Photoshop, Adobe Lightroom или RawTherapee, поскольку эти инструменты будут взаимодействовать с форматом RAW, предоставленным вашей камерой (и информацией о встроенных пикселях), и активно отображать горячие пиксели. , (Если вам не нужны все навороты как более крупных платных, так и бесплатных наборов для редактирования RAW, и вы просто хотите отредактировать дефектные пиксели и покончить с этим, менее автоматическим, но очень жизнеспособным решением для пользователей Windows является бесплатное приложение Pixel Fixer.)
Давайте посмотрим, как это выглядит в действии, показывая вам снимок, сделанный на том же Nikon D80, который мы упоминали ранее. Эта камера, как и многие другие, будет снимать как RAW-изображение и обрабатывать его в виде JPEG-изображения, которое идеально подходит для наших целей, поскольку у нас будет возможность взглянуть на точно такую же фотографию и сравнить.
Давайте посмотрим на фотографию в полный размер, а затем на увеличенный сравнительный снимок, выделив одинаковое пространство в форматах RAW и JPEG..
Трудно увидеть пиксели с нормальным разрешением и расстоянием просмотра, поэтому мы позволили себе обвести их. Верхний - это тот же ярко-синий пиксель, что и на фотографии, приведенной ранее в статье, снова в паре с более ярким беловато-зеленым. Давайте теперь увеличим масштаб с помощью Photoshop и сравним, как на примере того же изображения в формате RAW отсутствуют дефектные пиксели. Здесь важно отметить, что мы абсолютно ничего не сделали, кроме как открыли изображение с помощью соответствующего инструмента для просмотра RAW; сам движок RAW позаботился о застрявших пикселях.
Любые битые или застрявшие пиксели будут полностью отображены при использовании формата RAW в сочетании с соответствующим устройством чтения RAW. Так в чем же недостаток этой техники? Если вы привыкли снимать все JPEG и просто выгружать свои файлы в инструмент управления фотографиями, отличным от RAW, например, Picasa, вам придется переключиться на съемку в формате RAW (или RAW + JPEG) и совершенно другой рабочий процесс (по крайней мере, чтобы получить ваши фотографии из камеры и в инструмент управления, который вы предпочитаете). Вы также собираетесь получить удар в отделе карт памяти; в то время как JPEG может занимать 1-2 МБ на фотографию, файл изображения RAW занимает 7-8 МБ, легко.
Ручное и пакетное редактирование ваших фотографий
Съемка в RAW с этого момента может решить проблему, но что, если вы не хотите снимать в RAW (из-за памяти и размера), или у вас есть много фотографий с застрявшими пикселями, снятыми до того, как вы заметили проблему? Вы можете вручную редактировать отдельные изображения вручную, если вы используете хороший редактор фотографий, такой как Photoshop или Gimp, вы можете записывать свои действия и полуавтоматизировать процесс, а также можете (после того, как вы установили, что последовательность действий работает хорошо) пакетировать весь процесс. Инструмент «точечного исцеления» в Photoshop идеально подходит для этой задачи на небесах..
Прежде чем мы покажем вам, как сделать этот трюк, мы должны подчеркнуть, что набор действий, которые вы собираетесь создать, будет только работать с фотографиями с той же камеры и в том же разрешении, что и исходная фотография, для которой вы использовали действие. Поскольку Photoshop и Gimp запомнят точные координаты отдельных мазков кисти, которые вы сделаете, если применить набор действий к фотографии любого другого размера или с другой камеры с другим набором дефектных пикселей, она не будет работать.
Создать справочную фотографию
Вы можете использовать существующую фотографию в качестве справочной, но вы гарантированно пропустите пиксели; просто слишком трудно найти их среди моря обычных предметов, таких как одежда и декорации. Хорошая справочная фотография делает вашу жизнь намного проще. Возьмите свою камеру и переключите ее в ручной режим (если ваша камера не имеет ручного режима, приблизьте эти настройки как можно ближе). Переключите камеру на ручную фокусировку, отрегулируйте ISO на высокое значение (не менее ISO 800 или выше) и отрегулируйте скорость затвора до значения, превышающего 1/1000 секунды. Диафрагма не имеет значения, так как следующий шаг должен заблокировать весь свет; наденьте крышку на камеру и, чтобы быть особенно осторожным, закройте видоискатель большим пальцем, чтобы не допустить попадания света на все места. Сделайте несколько снимков (и, если вы хотите по-настоящему проанализировать это, отрегулируйте ISO и вниз, чтобы вы могли сравнить результаты для удовольствия).
Изучите вашу справочную фотографию
С вашей экспозицией ISO 800+ в руке запустите достаточно мощный редактор фотографий, такой как Photoshop или Gimp. Ключевым моментом является то, что вы должны быть в состоянии излечить или смешать эти пятна, и вы должны быть в состоянии записать, как вы выполняете действия (если вы хотите пакетировать процесс, как мы это сделаем через мгновение).
Открыв эталонную фотографию, очистите изображение в поисках чего-либо, что не чисто черный. Слабый намек на супер-темно-серый рисунок, который не сходится в более светлую / яркую точку, подойдет (это всего лишь фоновый шум, который является неизбежным побочным продуктом процесса цифровой фотографии). Все, что даже отдаленно напоминает цветное или белое пятнышко, пятно или точку света, которую вы никогда не должны видеть в камере, на которой надета крышка объектива, является застрявшим пикселем. На снимке экрана выше.
Создать набор действий
Теперь, когда у нас есть эталонная фотография, мы можем создать набор действий, в котором будут записаны действия, необходимые для удаления застрявших пикселей в нашем изображении. Как мы уже упоминали ранее, вы можете сделать это вручную для каждой фотографии, но если у вас есть редактор изображений, который поддерживает любые макросы действий, нет смысла не использовать это в своих интересах. Наши инструкции для Photoshop, измените их соответственно для вашего приложения для редактирования.
В фотошопе откройте свою справочную фотографию, если она еще не открыта. Увеличьте один из застрявших пикселей и выберите точечную восстанавливающую кисть, нажав клавишу «J» или выделив ее в палитре панели инструментов. Отрегулируйте размер кисти так, чтобы он едва покрывал застрявший пиксель. Попробуйте кисть, чтобы увидеть, удаляет ли она цвет (и возвращает область к чисто черному) в один или два щелчка. Цель состоит в том, чтобы использовать как можно меньше кисти для исцеления, потому что ваши реальные изображения не будут иметь совершенно темного фона; они будут иметь разноцветные и высокоразмерные поверхности, которые будут выглядеть странно, если автоматизированная процедура сильно воздействует на кисточку.
После того, как вы проверили кисть и остались довольны результатами, отмените их (Правка -> Отменить или CTRL + Z). Мы начнем с свежего изображения для нашей записи. Откройте окно действий (Окно -> Действия или ALT + F9). Нажмите кнопку «Новое действие» на панели инструментов окна «Действие»..
Назовите свое действие. Лучше всего назвать его очень конкретно, например, «Stuck Pixel Fix - Nikon D80 - 3872 × 2592», чтобы вы никогда не случайно раскрыли его на изображениях неправильного размера с другой камеры. Прежде чем мы продолжим, нужно сделать один очень важный твик; щелкните всплывающее меню в окне «Действия» и убедитесь, что установлен флажок «Разрешить запись инструмента». Если вы не проверите это, процесс Action не запишет используемые нами инструменты, что имеет решающее значение для успеха этого процесса..
После того, как имя будет четко названо и запись инструмента будет включена, щелкните значок записи (кнопка с кружком) в нижней части окна «Действия». На этом этапе все правки, которые вы выполняете на изображении, будут записаны. Вы можете приостановить процесс, если вам нужно, нажав значок кнопки остановки (и возобновить его, нажав значок записи), расположенный в нижней части окна «Действия»..
Снова налейте свое изображение и используйте исцеляющую кисть, чтобы подправить каждый застрявший пиксель, который вы найдете. Когда вы закончите, нажмите значок кнопки остановки, чтобы завершить процесс и сохранить набор действий. Не удивляйтесь, если в вашем списке действий есть десятки или больше мазков кисти. Использование функции «Действие» для отображения всех дефектных пикселей на нашем старом D80 потребовало 46 отдельных мазков кисти..
Проверьте набор действий
Теперь, когда у нас есть набор действий, пришло время проверить его. Помните фотографию с начала урока с зеленым фоном? Мы сделали эту фотографию без сопутствующего файла RAW, поэтому мы не сможем исправить ее без редактирования JPEG. Давайте загрузим его и посмотрим, на что способен наш новый набор Action. С загруженным изображением (помните, что оно должно быть того же размера, что и эталонная фотография) и выбранным набором действий, нажмите значок воспроизведения на панели инструментов «Действие», чтобы запустить набор действий..
Наш ярко-синий и ярко-белый пиксели - это история, и все это одним нажатием кнопки. Идите и сканируйте фотографию в поисках любых дефектных пикселей. Как и мы, вы можете обнаружить, что некоторые из них ускользнули от вашего бдительного взгляда во время начального процесса создания действия. Не волнуйтесь, хотя! Вы можете легко добавить дополнительные действия к существующему набору действий. Просто выберите точечную восстанавливающую кисть, убедитесь, что она соответствует нужному размеру, а затем нажмите кнопку записи. Подправьте любой застрявший пиксель, который вы найдете, и затем остановите запись, чтобы сохранить дополнительные мазки.
Теперь вы можете применить свой точно настроенный набор действий к любой старой фотографии, снятой с той же камеры, которая имеет те же дефекты..
Хотя дефекты пикселей - это факт жизни, это не значит, что с ними нужно жить. Вооружившись уловками и приемами, описанными в этом уроке, вам никогда не придется страдать от фотографии с красной точкой на лазерном луче или неоново-синим мазком, снова запечатлевшей ваши фотографии.
