Wavelets

Wavelets werden gebraucht, um ein Bild zu separieren (oder zerlegen) in eine Anzahl klare Ebenen, von denen jede einen unterschiedlichen Anteil von Details aufweist. Nach der Zerlegung eines Bildes in dieser Art, kann ein Modul seine Bearbeitung auf eine oder mehrere dieser Ebenen beschränken, um dann die Ebenen wieder zusammenzusetzen und die Ausgabe zu formen. Das erlaubt es uns chirurgisch zu sein darüber, welche Besonderheiten im Bild wir beeinflussen wollen, wenn wir mit einem Modul arbeiten.

Einige der Bearbeitungen, die darktable so bearbeiten kann, sind:

Entrauschen (in den Modulen Entrauschen (Profil)_, RAW Entrauschen und Kontrast Equalizer)
Kontrast Einstellungen (im Modul Kontrast Equalizer)
Verwischen oder Entfernen von unerwünschten Details (im Modul Retusche)

🔗Theorie

Ein Wavelet ist eine oszillierende mathematische Funktion, die bei null anfängt und aufhört. Das folgende Diagramm zeigt einige einfache Wavelets von unterschiedlichen Größen

Diese Wavelet-Funktionen werden genutzt zum Scannen und Zerlegen eines Bildes mit einer mathematischen Operation, die Faltung genannt wird. Diese pickt Details aus einem Bild heraus, die eine ähnliche Skala zur Größe eines bestimmten Wavelets und bilden so eine Nummer dieser Detail-Ebene, jede für eine andere Wavelet-Skala.

Das folgende ist ein Beispiel, in dem die Detail-Ebenen des obigen Bildes extrahiert wurden. In diesem Fall, wurden die Bilder produziert mit dem Modul Retusche, die das Bild in 8 unterschiedliche Ebenen zerlegt und mit dem Knopf “Anzeige der Wavelet-Skala” jede der Detail-Ebenen anzeigen lässt:

Die Balken im Abschnitt Wavelet Zerlegen zeigen die Ebenen, die aus verschiedenen Wavelets-Skalen extrahiert wurden. Das dunkelste Viereck links repräsentiert das gesamte Bild (vor der Zerlegung) und die grauen Boxen repräsentieren jeder von ihnen ein der zerlegten Ebenen. Ein Klick auf das Treppen-Icon unter der Balkengrafik ermöglicht die Visualisierungs-Überlagerung, so, dass du sehen kannst, wie die gegenwärtig ausgewählte Ebene aussieht.

Lass uns einige der generierten Ebenen für das obige Bild sehen.

Auf Skala #2 enthält das Bild nur sehr feine Details, inklusive die Augenbrauen des Models, die Augenwimpern und die Poren der Haut. Es schließt die gröberen Details des Bildes nicht mit ein, weil diese Details an andere Ebenen extrahiert wurden:

In Skala #5 und #6 beginnen wir gröbere Details zu sehen:

In der Skala #8 sehen wir nur Besonderheiten auf sehr hohem Niveau, wie die Grundform der Nase des Models, die Augen und die Wange:

🔗Warum Wavelets nutzen?

Gehen wir davon aus, wir möchten einige der Flecken der Haut des Models etwas glätten, ohne aber die darunterliegende klein-skalierte Textur zu verlieren. Die Wavelet-Zerlegung macht dies zu einer trivialen Angelegenheit - wir können einfach das Retusche-Modul brauchen, um eine gaußsche Verwischung nur an die ‘fleckigen’ Detail-Ebenen anzuwenden und belassen alle anderen Ebenen so wie sie sind. Wenn die Anwendung fertig ist, wird das Modul Retusche die korrigierte Ebene mit den übrigen unberührten Ebenen verbinden, und das Endbild produzieren.

Die Sequenz der Bilder unten zeigt (1) das Originalbild; (2) Die Ebene (Skala 5), die wir zu verwischen wünschen; und (3) das Endbild, nachdem die Skala 5 Ebene verwischt wurde, und die Ebenen wiedervereinigt wurden:

Wie du sehen kannst, sind die Hautflecken entfernt, aber die feinen Details blieben unberührt.

🔗Interagieren mit Wavelet Skalen

Es gibt zwei Methoden mit welchen Bearbeitungs-Module es dir erlauben deren Beaarbeitung mit Wavelets zu modifizieren.

🔗Wavelet Zerlegung

Wie oben diskutiert, erlaubt es dir das Modul Retusche zu wählen, in wie viele Details-Ebenen das Bild aufgespaltet werden soll. Es zerlegt das Bild in separate Ebenen und es erlaubt dir Bearbeitungen selektiv an den individuellen Ebenen des Bildes als Ganzes anzuwenden:

Siehe die Dokumentation des Moduls Retusche für mehr Details.

🔗Spline Kontrollen

Die Module Entrauschen (Profil), RAW entrauschen und Kontrast Equalizer erlauben es deren Effekte mehr oder weniger an jede Wavelet-Skala anzuwenden mit dem Gebrauch von Splines.

![spline](./wavelets/clean-spline.png#w33

Hier repräsentiert jeder Knoten ein unterschiedliches Niveau von Detail im Bild, von groben Details links bis zu feinen Details rechts. Du kannst jeden dieser Knoten mit deiner Maus anheben oder absenken, um den Effekt des Moduls zu erhöhen oder zu vermindern, auf dieser Wavelet-Skala.

Um die Kurve zu modifizieren, klicke wenig oberhalb der Linie nahe einem Knoten und kannst du nach oben oder nach unten ziehen. Du kannst die Bandbreite der Änderung mit Scrollen mit deinem Mausrad, um die Größe des Kreises unter deinem Mauszeiger zu vergrößern oder zu verkleinern. Ein kleiner Kreis zeigt an, dass sich der Effekt vom Ziehen der Kurve nach oben oder unten am meisten auf den Knoten, der angepasst wird isoliert. Ein größerer Kreis zeigt an, dass der Effekt breiter wird und zunehmend benachbarte Knoten beeinflusst. Wenn du mit der Maus über die Grafik fährst, zeigen abgeschattete Teile, welche Anteile der Spline betroffen werden, wenn du die Kurve modifizierst.