Был бы полезен алгоритм демозаики для черного и белого?

Учитывая, что основной целью демозаики является максимально точное восстановление цвета, будет ли какое-либо преимущество для алгоритма демозаики "только для черно-белых"? То есть, вместо того, чтобы сначала восстанавливать цвет, а затем преобразовывать черный и белый, может быть лучше преобразовать файл RAW непосредственно в черный и белый?

Меня особенно интересует качество изображения (например, динамический диапазон и резкость). В связи с этим отметим, какие распространенные алгоритмы демозаики наиболее подходят для черно-белого преобразования?

Невозможно преобразовать файл RAW напрямую в черно-белый, не восстанавливая сначала цвет, если ваш преобразователь не использует только один из наборов пикселей R, G, B для создания изображения. Такой подход может привести к существенной потере разрешения.

Чтобы не потерять разрешение при преобразовании в черно-белое изображение, необходимо использовать все пиксели RG и B, что неявно означает, что необходимо выполнить вычисления цвета, после чего вы также можете использовать один из расширенных алгоритмов демосакции цвета, а затем преобразовать результат в черно-белом.

Вам нужен алгоритм демозаики, даже если вы конвертируете изображение в черно-белое изображение.

Причина этого довольно проста - иначе вы можете получить субпиксельные артефакты повсюду. Вы должны понимать, что изображение, записанное датчиком, довольно грязное. Давайте посмотрим на образец из Википедии :

А теперь представьте, что мы не делаем демосакцию и просто конвертируем RAW в оттенки серого:

Ну ... ты видишь черные дыры? Красные пиксели не регистрируют ничего на заднем плане.

Теперь, давайте сравним это с демосакцией изображения, преобразованной в шкалу серого (слева):

Вы в основном теряете детали, но также теряете много артефактов, которые делают изображение довольно невыносимым. Изображение, обходящее демозаики, также теряет много контраста из-за того, как выполняется черно-белое преобразование. Наконец, оттенки цветов, которые находятся между основными цветами, могут быть представлены довольно неожиданными способами, в то время как большие поверхности красного и синего будут в 3/4 пустыми.

Я знаю, что это упрощение, и вы можете стремиться создать простой алгоритм: более эффективный в преобразовании RAW в B & W, но я хочу сказать, что:

Вам нужно вычисленное цветное изображение для получения правильных оттенков серого на черно-белой фотографии.

Хороший способ сделать черно-белую фотографию - полностью удалить массив цветных фильтров - как это сделала Leica в Monochrom, - а не изменив преобразование RAW. В противном случае вы либо получите артефакты, либо ложные оттенки серого, либо уменьшите разрешение, либо все это.

Добавьте к этому тот факт, что преобразование RAW-> Bayer-> B & W дает вам гораздо больше возможностей для улучшения и редактирования изображения, и вы получили довольно отличное решение, которое может быть свергнуто только с помощью специальной конструкции сенсора. Вот почему вы не видите выделенных B & W RAW-конвертеров, которые не будут возвращаться к демозаицированию где-то в процессе.

Камеры машинного зрения с байеровскими фильтрами могут напрямую выводить изображения в оттенках серого, но делают это путем демозаики, преобразования в YUV и отправки только V-канала (те, которые я обычно использую по крайней мере). Если бы у них был лучший способ, обходя эту реконструкцию цвета, я думаю, что они сделали бы, поскольку они постоянно увеличивают частоту кадров (типичная камера, которую я использую, работает, например, 100FPS).

Если бы это было не обращать внимания на цвет, основанный demosaicking он мог половину разрешения и средневзвешенный каждый 2х2 четырехъядерных, но если вы хотите полное разрешение, то лучше использовать обычный цвет demosaicking алгоритм, который пытается лучше сохранить края. Если мы знаем, что хотим использовать оттенки серого, мы просто с самого начала получим монохромную камеру, надев цветной фильтр, если мы ищем определенный цвет, так как эта настройка значительно превосходит качество изображения, уменьшая необходимость в избыточной дискретизации разрешения, что, в свою очередь, позволяет использование датчика быстро низким разрешением с более крупными пикселей, что в свою очередь дает еще лучшее изображение.

Эффект цветных фильтров на каждый пиксель а в слое Bayer является такими же, как стрельба B & W пленки с цветными фильтрами на объектив: он изменяет соотношение уровней серых различных цветов в сцене фотографирует. Чтобы получить точный уровень яркости для всех цветов в сцене, сигналы от каждого пикселя должны быть демозированы. Как уже упоминалось, датчик, без слоя Bayer даст монохромное изображение, что нет необходимости demosaiced. Это должно привести к лучшей резкости изображения, если круг путаницы от объектива равен или меньше ширины каждого пикселя.

С практической точки зрения, я заметил несколько вещей, конвертирование RAW файлов в монохромный режим с помощью компании Canon Digital Photo Professional (DPP).

1. регулировка баланса белого может вызвать изменение в целом воспринимаются яркости таким же образом, что регулировка контрастности может. Также, это может использоваться, чтобы точно настроить контраст.
2. Баланс белого также будет влиять на относительную яркость различных цветов в сцене. Это может быть использовано для тонкой настройки эффектов фильтра «Оранжевый», «Желтый», «Красный» и т. Д. Красный, кажется, больше всего затронут этим и на 2500K намного темнее, чем на 10000K. Удивительно, по крайней мере для меня, что синие тона не демонстрируют обратного.
3. Поскольку для всех практических целей на черно-белой фотографии нет шума цветности, его можно оставить равным «0».
4. Инструмент «Маска без резкости» даст гораздо больший контроль над резкостью, чем более простой слайдер «Резкость». Особенно, если у вас есть несколько «теплых» или «горячих» пикселей на изображении, вы можете увеличить общую резкость, не выделяя их.

Ниже представлены две версии одного и того же экспонированного снимка на Canon 7D с объективом EF 70-200 мм f / 2.8L IS II и телеконвертером Kenco C-AF 2X Teleplus Pro 300. Изображение было обрезано до 1000X1000 пикселей. Первый был преобразован с использованием настроек камеры, показанных ниже. Второй был отредактирован с настройками, показанными на снимке экрана. В дополнение к вкладке RAW была применена настройка шумоподавления 2, а также значение хроматической аберрации 99.

Я бы предложил алгоритм, подобный такому (предполагается, что ваша цель белая и имеет постоянную цветовую температуру):

• Демозайк RAW Байер в RGB
• Цвет вниз до оттенков серого
• Создайте LUT между необработанными значениями Байера и значениями в градациях серого (это необходимо выполнить один раз для цветовой плоскости RGGB или RGB)
• Используйте LUT для каждого цветового фильтра, чтобы преобразовать RAW Bayer непосредственно в оттенки серого без межпиксельной фильтрации

Теоретически это приблизило бы к результатам настоящего монохромного датчика.