Как исправить неравномерное / градиентное освещение на холсте с белым фоном?

У меня есть фотография карандашного рисунка, сделанного на бумаге, сделанная горячей вспышкой на зеркальной камере и двумя поляризационными фильтрами ( метод кросс-поляризатора для фотографирования на холсте).

Проблема в том, что при приближении к чертежу освещение становится неравномерным, поскольку объектив отбрасывает тень на часть изображения. Это создает градиент над изображением, который приблизительно, но не совсем, линейный.

Ниже приведен пример изображения; оригинал около 3 см в ширину.

Как это можно отредактировать так, чтобы фон был равномерно белым?

-Редактировать-

Результаты сканирования приведены ниже, без исправлений и исправлений. Хотя на первый взгляд это выглядит довольно многообещающе, к сожалению, это полное разрешение, которое вы видите здесь (шириной 600 пикселей); сканер может работать с разрешением 300 точек на дюйм, а ширина рисунка составляет около одного дюйма. Это немного меньше по сравнению с камерой 5000 пикселей.

Кроме того, нескорректированное сканирование намекает на то, что графит действительно отражает хорошую часть света, в отличие от метода кросс-поляризатора.

Метод, который я использовал сам, похож на ваш , но использует плагин Resynthesizer (для GIMP) или Content-Aware Fill (для Photoshop) для восстановления градиента:

1. Создайте выделение, которое полностью покрывает рисунок. Вы можете сделать это вручную или использовать высокочастотную фильтрацию, чтобы вычислить маску выделения следующим образом:

   • Начните с использования фильтра обнаружения кромок, такого как « Разница Гаусса», в (копии) вашего сканирования, чтобы грубо извлечь рисунок:

     

   • Если результат не контрастен, используйте инструмент Уровни , чтобы затемнить его:

     

   • Примените Gaussian Blur :

     

   • Используйте инструмент « Порог» , чтобы получить маску, покрывающую весь рисунок, и выберите «Выбрать по цвету», чтобы выбрать ее:

     

2. Когда у вас есть выделение, охватывающее чертеж, сделайте копию исходного слоя сканирования и используйте Heal Selection / Content-Aware Fill, чтобы заполнить его. В идеале, ваш скопированный слой должен теперь выглядеть как изображение чистого листа бумаги:

   

3. Установите режим отредактированного слоя на Разделить, как в вашем собственном ответе. Если вы хотите сохранить некоторые текстуры бумаги и / или затенения, вы можете немного уменьшить непрозрачность слоя и, возможно, применить небольшое размытие:

   

   (На изображении выше залитый слой Гаусса размыт на 10 пикселей, а непрозрачность установлена ​​на 95%.)

4. По желанию, после объединения слоев отрегулируйте уровни, чтобы установить черную точку (совет: используйте вид логарифмической гистограммы) и увеличьте контраст:

   

^{(Ps. Нажмите на изображения половинного размера, чтобы просмотреть их в полном размере.)}

Хорошая особенность этого метода в том, что он может работать довольно хорошо даже для совершенно нелинейных градиентов затенения. Конечно, она не идеальна - если на бумаге есть, скажем, нерегулярное пятно, граница которого частично лежит под рисунком, заполнение с учетом содержания вряд ли восстановит его правильно. Тем не менее, как видно выше, это часто дает довольно приличные результаты.

Редактировать: я написал сценарий Gimp, который выполняет шаги ниже, и еще один для ответа Ilmaris . Оба скрипта доступны для скачивания на GitHub . Предлагаемый путь - вот этот .

Я отвечаю на это прямо здесь, потому что я довольно долго искал решение и нашел простое и работающее решение. Давайте сразу же доберемся до результата:

1. Создайте фоновый слой, скопировав только вертикальную полосу фона и растянув его до размера исходного изображения.

   В Gimp: выберите rпрямоугольник сверху вниз, содержащий фон, вставьте Shift+Ctrl+Vего в новое изображение и разверните Filter > Map > Tileего до размера изображения, запустите гауссово размытие над ним, а затем скопируйте его обратно в изображение в качестве нового слоя.

2. Установите режим слоя на Разделение .

3. Уменьшите непрозрачность слоя по желанию, например, до 90%. Держать его на 100% обычно слишком ярко.

По сути, это то, что фоновый слой определяет значение RGB w«white» для каждого пикселя. Затем режим слоя разделения растягивает значение на изображении с [0,w]до [0,255](см. Режимы слоя GIMP ) на пиксель.

(Плохо) Пример использования кривых и линейного градиента

Первые попытки всегда заключались в дублировании слоя, изменении яркости таким образом, чтобы самые темные части снизу были правильно освещены, и добавлении маски слоя с линейным градиентом, чтобы осветлить только более темные области. Чем сильнее градиент, тем хуже он выглядел.

(Лучше) Пример использования деления

Деление дает гораздо лучшие результаты; освещение фиксируется равномерно, и нет сгоревших участков, особенно в левой части рисунка.

Этот ответ описывает самый надежный из известных мне подходов, основанный на ответе Ильмари Канорена . Это полуавтоматический; автоматическая маска не работает для твердых изображений, как показано ниже, потому что в некоторых частях рисунка нет краев.

Этот сценарий Gimp автоматизирует шаги 3 и 4 (обратите внимание, что требуется Resynthesizer), поэтому рабочий процесс прост: создайте выделение, запустите сценарий. Сценарию требуется 15 секунд для создания 15-мегапиксельной картинки на моем 3-летнем ноутбуке.

Шаг 1 (необязательно): отрегулируйте кривые для глубокого черного

Шаг 2: Выберите объект

В Gimp Quick Mask Shift+Q- это быстрый способ. Используйте карандаш Nи нарисуйте объект белым, нажмите еще Shift+Qраз, чтобы преобразовать маску в выделение.

Шаг 3: воссоздать фон

• Дублируйте изображение и масштабируйте до 400 × 400 пикселей
• Используйте Heal Selection или Content-based fill, чтобы исцелить объект (остается только фон)
• Используйте Gaussian Blur, 40 × 40 px
• Уменьшите изображение до исходного размера и скопируйте его обратно как слой к исходному изображению.

Шаг 4: Режим деления

Установите режим слоя на Деление и немного уменьшите непрозрачность, если хотите.

Это фотографический форум, поэтому я приму фотографический подход. Конечно, для идеального белого цвета вам, возможно, еще понадобятся некоторые пост-продаксы.

Вместо использования вспышки вы можете попробовать использовать естественный свет. Избегайте прямых солнечных лучей, не держитесь слишком близко к окну, но на расстоянии 2 метров от окна. Это должно уменьшить разницу в освещении между самой близкой и самой дальней частью рисунка. (Но так как это маленькое изображение, расстояние может быть не таким важным.)

Вы можете указать штатив лицом вниз и положить рисунок на пол.

Или, если у вас нет штатива, вы можете расположить обложку книги или коробку с хлопьями, чтобы вертикально держать изображение на столе, и постоянно устанавливать камеру на одном столе. (Поместите белый лист бумаги позади вашего рисунка, чтобы не видеть фоновые изображения или текстуры.)

Техника поляризатора, которую вы упоминаете, имеет место в том случае, если у вас есть рисунок за стеклом, и когда у вас есть яркие объекты или отражения. Но если ваш источник света находится под наклонным углом, вам, вероятно, не нужно использовать фильтр.