В чем разница между мягким и резким изображением?

Я видел несколько вопросов, говорящих о том, что изображения мягкие или резкие. В чем разница? Является ли мягкость просто противоположностью остроты в этом контексте, или есть что-то большее?

Образцы изображений, вероятно, очень помогут.

Резкость противоположна мягкости, но между ними есть целый спектр. На мягком изображении детали менее выражены, что означает, что разница между соседними пикселями меньше. И наоборот, когда изображение более четкое, между пикселями появляется больше контраста, который иногда называют микроконтрастом, а не общим контрастом изображения.

Уровень резкости зависит от всей системы , не только от объектива, но и от фильтра сглаживания, вплоть до метода, используемого для интерполяции цветов от датчиков, которые используют матрицу цветовых фильтров (в основном, от датчиков Foveon).

Проверьте это демо из обзора Pentax K-5 . K-5 и K-7 имеют самый совершенный контроль резкости среди всех цифровых камер. Резкость контролируется в 9 шагов на одной из 3 шкал. Положение по умолчанию 0, но если вы выберете -4 в нижней шкале, вы увидите очень мягкое изображение. Если вы выберете +4, вы увидите четкое изображение. Обратите внимание, что настройка +4 - это то, что люди называют чрезмерной резкостью, что означает, что контраст между смежными пикселями был настолько увеличен, что появляются артефакты (просто посмотрите на край круглых скобок слева).

Вы также можете выбрать другую шкалу и увидеть разницу между резкостью и точной резкостью или даже сверхтонкой резкостью . Они используют различные параметры повышения резкости, которые предназначены для работы на разных уровнях детализации. На пределе шкалы Extra Fine Sharpness он даже обостряет шум!

Что действительно интересно, так это то, что это одно и то же изображение, которое вы можете видеть с разной степенью резкости . Был сделан только один снимок, и он был разработан в камере из DNG в JPEG с использованием всех возможных настроек резкости. Конечно, резкость, с которой вы начинаете, и то, сколько вы получаете от нее, зависит от качества используемого объектива. Некоторые линзы по своей природе дают более мягкие результаты, которые вы можете повысить с помощью программного обеспечения, но ограничены тем, насколько далеко вы можете зайти, не вводя неприятных артефактов. Еще хуже то, что резкость объектива неодинакова, поэтому обычно она максимальна в центре, а также изменяется с выбранной диафрагмой.

Поскольку изображение в основном представляет собой двумерную матрицу чисел (3-е измерение для цветов: RGB [A]), для него можно определить параметр «резкость», хотя его восприятие будет субъективным.

Резкость связана с количеством и «быстротой» изменений цвета и может быть оценена с помощью преобразования Фурье (используется быстрое преобразование Фурье, потому что оно быстрее) над изображением.

Таким образом, вы можете определить резкость как наличие высокочастотного контента и его интенсивность. Способ получить ориентировочную оценку - выбрать горизонтальную линию пикселя и выполнить для нее преобразование Фурье.

Например, если вы выбираете несжатое изображение только с черно-белыми вертикальными полосами (максимальная резкость):

и выберите просто горизонтальную линию, у вас будет что-то вроде этого:

Это эквивалент прямоугольной волны, которая преобразована выглядит следующим образом:

(изобразите пики, простирающиеся до бесконечности, поскольку край практически мгновенен).

Если вы сгладите края, результат будет примерно таким (очень приблизительно):

И спектр (опять же, только ориентировочно):

Как видите, только первая гармоника (определяющая темные и светлые области) осталась равной, в то время как содержание более высоких частот сильно уменьшилось. Это результат сглаживания изображения, и вы можете видеть, как более гладкое изображение имеет менее высокочастотный контент. То же самое относится и к «нормальным» изображениям, где увеличение контрастности также увеличивает частоту изменений.

В качестве доказательства, он также используется в сжатии JPEG для удаления контента с самой высокой частотой (в зависимости от коэффициента качества), чтобы уменьшить размер изображения.

Если мне удастся заставить работать Matlab, будут более подробные примеры.

Мягкость - в своем самом основном смысле - это отсутствие (или меньшее) четкости края (контрастности края) и / или мелких деталей по сравнению с «резким» изображением.

Невозможно классифицировать одноцветное изображение (например, изображение, содержащее только красную заливку) или изображение с очень малой детализацией, такое как плавное выцветание, как мягкое или резкое, поскольку нет определенной области контракта или мелкие детали, чтобы основать "резкость" на.

Сглаживание смягчает края, превращая один цвет в другой, тем самым уменьшая «резкость»

Вы можете смягчить изображение (вы теряете информацию), но вы не можете точно отточить изображение (вам нужно угадать / придумать информацию)

@paolo - технически возможно создать резкость оценки математической шкалы - представьте себе изображение черных квадратов на белом фоне - если бы изображение было идеальным, то было бы только 2 цвета пикселей - черный и белый, что дает вам рейтинг резкости, скажем, 2 (ниже резче) - если бы это изображение было сглаженным, края были бы немного размытыми, что дало бы вам несколько дополнительных цветов (серых), придавая ему резкость, скажем, 5 (черный, белый и 3 серых).

Если вы говорите о фокусе, мягкий фокус обычно означает небольшую глубину резкости и слегка размытый фокус, который создает «мягкие» края вокруг объекта. Острый фокус обычно имеет большую глубину резкости и точную фокусировку на объекте. Большая часть изображения в фокусе делает края более «жесткими».

С практической точки зрения это то, насколько узко изображена точка на изображении ( круг замешательства - это один термин), более узкий - резкий, менее мягкий. Таким образом, резкое является синонимом фокуса. Существуют программные методы, позволяющие повысить или понизить резкость, но резкость редко бывает столь же убедительной, как эффект, который дает правильно сфокусированная хорошая линза.