demozaïek

Bepaal hoe onbewerkte bestanden worden gedemosaïekt.

🔗bayer filters

De sensorcellen van een digitale camera zijn niet kleurgevoelig - ze kunnen alleen verschillende niveaus van helderheid opnemen. Om een kleurenbeeld te krijgen, wordt elke cel bedekt door een kleurenfilter (rood, groen of blauw) dat voornamelijk licht van die kleur doorlaat. Dit betekent dat elke pixel van de onbewerkte afbeelding alleen informatie over één kleurkanaal bevat.

Kleurfilters zijn gewoonlijk gerangschikt in een mozaïekpatroon dat bekend staat als een Bayer-filterreeks. Een demosaïek algoritme reconstrueert de ontbrekende kleurkanalen door interpolatie met gegevens van de naburige pixels. Zie voor meer informatie de Wikipedia-artikelen over demosaëk en het Bayer-filter.

Darktable biedt verschillende demozaïekalgoritmen, elk met zijn eigen kenmerken. De verschillen tussen hen zijn vaak heel subtiel en zijn mogelijk alleen zichtbaar tijdens het pixel-observeren. Aangezien het programma echter pixel voor pixel werkt en demosaïek de basisgegevens voor de andere modules genereert, kan de keuze van het algoritme een visueel significant effect hebben op de kwaliteit van zeer fijne details in de afbeelding. Dit kan het verschijnen van valse doolhofpatronen omvatten, evenals de weergavekwaliteit van gekleurde randen.

Demozaïekinterpolatie-algoritmen zijn vaak geneigd om artefacten te produceren, die meestal zichtbaar zijn als Moiré-patronen bij het inzoomen op de afbeelding. Het gekozen algoritme kan op een betere of slechtere manier omgaan met reeds bestaande Moiré- of Maze-achtige patronen in de onbewerkte gegevens. In deze omstandigheden zijn VNG4 en LMMSE vaak stabieler.

De volgende demozaïekalgoritmen zijn beschikbaar voor sensoren met Bayer-filters:

PPG was vroeger het standaard demozaïekalgoritme van darktable. Het is snel, maar andere algoritmen leveren over het algemeen betere resultaten op.
AMaZE en RCD bieden een betere reconstructie van hoogfrequente inhoud (fijnere details, randen, sterren), maar kunnen moeite hebben met kleurreconstructie-overshoots of toegevoegde ruis in gebieden met een laag contrast. Hoewel AMaZE vaak meer hoogfrequente details vasthoudt, is het ook vatbaarder voor kleuroverschrijdingen dan RCD. Omdat RCD nu vergelijkbare prestaties biedt als PPG, maar met betere resultaten, is dit nu het standaardalgoritme.
LMMSE is beter geschikt voor gebruik op afbeeldingen met hoge ISO en ruis dan AMaZE of RCD, die beide de neiging hebben om doorschietende artefacten te genereren wanneer ze op dergelijke afbeeldingen worden toegepast. Het kan ook handig zijn om afbeeldingen met Moiré-patronen te beheren met andere algoritmen.
VNG4 is beter geschikt voor gebruik op afbeeldingen met laagfrequente inhoud (bijv. gebieden met een laag contrast zoals de lucht), maar in vergelijking met AMaZE en RCD veroorzaakt het vaak verlies van enkele hoogfrequente details en kan het soms lokale kleurverschuivingen veroorzaken. VNG wordt niet langer echt aanbevolen – voor de meeste afbeeldingen geven andere beschikbare algoritmen meestal betere resultaten.

Opmerking: De prestaties van de demozaïekalgoritmen verschillen aanzienlijk, waarbij AMaZE verreweg de langzaamste is.

🔗sensors zonder bayerfilters

Er zijn een paar camera’s waarvan de sensoren geen Bayer-filter gebruiken. Camera’s met een “X-Trans”-sensor hebben hun eigen set demozaïekalgoritmen. Het standaardalgoritme voor X-Trans-sensoren is Markesteijn 1-pass, wat redelijk goede resultaten oplevert. Voor iets betere kwaliteit (ten koste van een veel tragere verwerking), kies Markesteijn 3-pass. Hoewel VNG op sommige computers sneller is dan Markesteijn 1-pass, is het gevoeliger voor artefacten.

🔗speciale algorithmes

passeren (monochroom) is alleen nuttig voor camera’s waarvan de kleurenfilterarray fysiek van de sensor is verwijderd (bijv. eraf gekrast). Demozaïekalgoritmen reconstrueren meestal ontbrekende kleurkanalen door interpolatie met gegevens van de naburige pixels. Als de kleurfilterreeks echter niet aanwezig is, valt er niets te interpoleren, dus stelt dit algoritme eenvoudig alle kleurkanalen in op dezelfde waarde, wat resulteert in een monochroom beeld. Deze methode vermijdt de interpolatie-artefacten die de standaard demosaïsche algoritmen zouden kunnen introduceren.

photosite_color is niet bedoeld om te worden gebruikt voor beeldverwerking. Het neemt de onbewerkte fotositegegevens en presenteert deze als rode, blauwe of groene pixels. Dit is ontworpen voor foutopsporingsdoeleinden om de onbewerkte gegevens te zien en kan helpen bij de analyse van fouten die worden geproduceerd door de andere demozaïekalgoritmen.

🔗dubbel demozaïekalgoritmes

Sommige afbeeldingen hebben gebieden die het best kunnen worden gedemozaïekt met behulp van een algoritme dat hoogfrequente informatie bewaart (zoals AMaZE of RCD) en andere gebieden die kunnen profiteren van een algoritme dat meer geschikt is voor laagfrequente inhoud (zoals VNG4).

Bij dubbele demozaïekalgoritmen (bijv. RCD + VNG4) worden de sensorgegevens tweemaal gedemozaïekt, eerst door RCD, AMaZE of Markesteijn 3-pass en vervolgens door VNG4. Beide sets gedemozaïekt gegevens worden bewaard voor latere verwerking.

De gegevens van het hoogfrequente algoritme worden vervolgens geanalyseerd voor lokale gegevensverandering en, met behulp van een drempel (hier komt wat meer wiskunde bij kijken), wordt het uitvoerbeeld pixel voor pixel geschreven voor elk kleurkanaal met behulp van gegevens van elk demozaïekalgoritme gewogen door de lokale gegevensverandering.

Over het algemeen worden gebieden met meer detail gedemozaïekt door het algoritme dat het meest geschikt is voor dat doel (RCD, AMaZe, Markesteijn 3-pass) en eventuele vlakke gebieden (zoals blauwe lucht) worden gedemozaïekt met behulp van het tweede algoritme (VNG4).

De ’locale data wijziging’ is technisch geïmplementeerd als een Gaussiaans-wazig enkelkanaals selectiemasker berekend op basis van een combinatie van de drempelwaarde en de luminantie van de pixels.

🔗drempel kiezen

Een automatisch berekende drempel is moeilijk te implementeren. In plaats daarvan kan de knop “weergave overvloeimasker” worden gebruikt om het selectiemasker weer te geven, zodat je de selectie van het algoritme handmatig kunt regelen. Hoe helderder de pixel in het weergegeven masker, hoe meer de output van het hoogfrequente algoritme wordt genomen.

🔗module instellingen

methode: Het te gebruiken demozaïekalgoritme (zie hierboven).
randdrempel (alleen PPG): De drempel voor een extra mediaanpas. Standaard ingesteld op “0”, wat mediaanfiltering uitschakelt.
lmmse verfijn (alleen LMMSE): Verfijningsstappen voor gebruik met het LMMSE demozaïekalgoritme. Mediaan stappen gemiddelde van de output. Verfijningsstappen voegen enige herberekening van rode en blauwe kanalen toe. Hoewel de verfijningsopties goed werken voor lumaruis, kunnen ze de kwaliteit verminderen van afbeeldingen met zware chromaruis.
kleuren afvlakken: Activeer een aantal extra kleurvereffeningslagen. Staat standaard op “uit”.
groen matchen: Bij sommige camera’s hebben de groene filters enigszins wisselende eigenschappen. Deze parameter voegt een extra egalisatiestap toe om artefacten te onderdrukken. Beschikbare opties zijn “uitgeschakeld”, “lokaal gemiddelde”, “volledig gemiddelde” en “volledig en lokaal gemiddelde”. Deze optie wordt niet getoond voor X-Trans sensoren.
schakel dubbele drempel (alleen dubbele demozaïekmodi): stel de contrastdrempel in voor dubbele demozaïekmodi. Lagere waarden geven de voorkeur aan het hoge frequentie demozaïekalgoritme en hogere waarden geven de voorkeur aan het lage frequentie algoritme.
overvloeimasker weergeven (alleen dubbele demozaïekmodi): het overvloeimasker weergeven dat wordt gebruikt om onderscheid te maken tussen gebieden met hoge en lage frequenties (aangepast door de parameter “dubbele drempel schakelen”). Voor elke pixel geldt: hoe helderder het masker, hoe meer de output van de module wordt gehaald uit het hoogfrequente demozaëkalgoritme.