Демозаїкізація

Контролює, як декодуються мозаїчні фільтри raw файлів.

🔗Фільтри Баєра

Сенсорні комірки цифрової камери не є чутливими до кольорів – вони здатні реєструвати лише різні рівні світла. Для отримання кольорового зображення кожна комірка покрита кольоровим фільтром (червоним, зеленим або синім), який в основному пропускає світло цього кольору. Це означає, що кожен піксель вихідного raw зображення містить лише інформацію про один кольоровий канал.

Кольорові фільтри зазвичай розташовані у вигляді мозаїки, відомої як масив фільтрів Баєра. Демозаїчний алгоритм відновлює відсутні кольорові канали шляхом інтерполяції з даними із сусідніх пікселів. Для подальшого читання дивіться статті Вікіпедії про демозаїкізацію та фільтр Байєра.

Darktable пропонує кілька демозаїчних алгоритмів, кожен із яких має свої особливості. Відмінності між ними часто дуже тонкі і можуть бути помітними лише під час попіксельного розглядання при великих збільшеннях. Однак, оскільки програма працює піксель за пікселем, а демозаїкізація генерує базові дані для інших модулів, вибір алгоритму може мати візуально значний вплив на якість дуже тонких деталей на зображенні. Це може включати появу артефактів “лабіринтів”, а також якість візуалізації кольорових контурів.

Алгоритми демозаїчної інтерполяції часто схильні створювати артефакти, які зазвичай відображаються як муарові візерунки при наближенні зображення. Вибраний алгоритм може краще чи гірше обробляти наявні муаро- або лабіринто-подібні візерунки в raw даних. За цих обставин VNG4 і LMMSE часто є більш стабільними.

Для сенсорів з фільтрами Баєра доступні наступні алгоритми:

PPG раніше був алгоритмом за замовчуванням у Darktable. Він швидкий, але інші алгоритми зазвичай дають кращі результати.
AMaZE та RCD пропонують кращу реконструкцію високочастотного вмісту (дрібніші деталі, контури, зірки), але можуть страждати від “овершутів” кольорової реконструкції або доданого шуму в зонах з низьким контрастом. Хоча AMaZE часто зберігає більше високочастотних деталей, він також більш схильний до “овершутів” кольорів, ніж RCD. Оскільки RCD тепер пропонує продуктивність, подібну до PPG, але з кращими результатами, це тепер алгоритм за замовчуванням.
LMMSE краще підходить для використання на зображеннях із високим рівнем ISO та із шумом, ніж AMaZE або RCD, обидва з яких мають тенденцію генерувати артефакти овершутингу при застосуванні до таких зображень. Також може бути корисно керувати зображеннями, які демонструють муарові візерунки, за допомогою інших алгоритмів.
VNG4 краще підходить для зображень із низькочастотним вмістом (наприклад, області з низькою контрастністю, такі як небо), але, порівняно з AMaZE та RCD, він спричиняє втрату деяких високочастотних деталей та іноді може додати локальні зміщення кольору. VNG4 більше не рекомендується – для більшості зображень інші доступні алгоритми дають кращі результати.

Примітка: Ефективність алгоритмів значно відрізняється, AMaZE є найповільнішим.

🔗Сенсори без фільтрів Баєра

Є певна кількість камер, сенсори яких не використовують фільтр Байєра. Камери з сенсором “X-Trans” мають власний набір демозаїчних алгоритмів. Алгоритм за замовчуванням для сенсорів X-Trans – Маркестейн, 1 прохід, що дає досить хороші результати. Для трохи кращої якості (за рахунок набагато повільнішої обробки) виберіть Маркестейн, 3 проходи. Хоча VNG швидший, ніж Маркестейн, 1 прохід на деяких комп’ютерах, він схильний до артефактів.

🔗Спеціальні алгоритми

Без корекції (монохром) корисний лише для камер, у яких масив кольорових фільтрів був фізично вилучений з сенсора. Демозаїчні алгоритми зазвичай реконструюють відсутні кольорові канали шляхом інтерполяції з даними із сусідніх пікселів. Однак, якщо масиву кольорового фільтра немає, інтерполювати немає чого, тому цей алгоритм просто встановлює однакові значення всіх кольорових каналів, що призводить до монохромного зображення. Цей метод дозволяє уникнути артефактів інтерполяції, які можуть привнести стандартні алгоритми.

Показати структуру сенсора не призначений для обробки зображень. Він бере необроблені дані і представляє їх у вигляді червоних, синіх або зелених пікселів. Це розроблено для налагодження з метою перегляду raw даних та може допомогти в аналізі помилок, спричинених іншими демозаїчними алгоритмами.

🔗Алгоритми подвійної демозаїки

Деякі зображення мають області, які найкраще обробляються за допомогою алгоритму, який зберігає високочастотну інформацію (наприклад, AMaZE або RCD), а також інші області, які можуть отримати вигоду від алгоритму, який більше підходить для низькочастотного вмісту (наприклад, VNG4).

У подвійних алгоритмах демозаїки (наприклад, RCD + VNG4) дані сенсора обробляються двічі, спочатку RCD, AMaZE або Маркестейн, 3 проходи, а потім VNG4. Обидва набори демозаїкізованих даних зберігаються для подальшої обробки.

Далі дані з високочастотного алгоритму аналізуються на локальну зміну даних і, використовуючи поріг (тут задіяно трохи більше математики), вихідне зображення записується піксель за пікселем для кожного кольорового каналу, використовуючи дані з кожного алгоритму, зважено за локальною зміною даних.

Загалом, області з більшою деталізацією обробляються за алгоритмом, який найкраще підходить для цієї мети (RCD, AMaZe, Маркестейн 3 проходи), а будь-які гладкі ділянки (наприклад, синє небо) обробляються за допомогою другого алгоритму (VNG4).

‘Локальна зміна даних’ технічно реалізована як розмита за Гаусом одноканальна маска вибору, розрахована на основі комбінації порогового значення та яскравості пікселів.

🔗Вибір порогу

Автоматично обчислений поріг важко реалізувати. Натомість за допомогою кнопки “показати маску змішування” можна відобразити маску вибору, щоб ви могли контролювати вибір алгоритму вручну. Чим яскравіше піксель у відображеній масці, тим більше результат береться з високочастотного алгоритму.

🔗Елементи керування модулем

Метод: Використовуваний алгоритм демозаїки (див. вище).
Поріг виявлення контурів (лише PPG): Поріг для додаткового медіанного проходу. За замовчуванням “0”, що відключає медіанну фільтрацію.
LMMSE refine (LMMSE only): Refinement steps for use with the LMMSE demosaic algorithm. Median steps average the output. Refinement steps add some recalculation of red and blue channels. While the refinement options work well for luma noise, they may decrease quality on images with heavy chroma noise.
Проходи згладжування кольорів: Активація ряду додаткових проходів згладжування кольорів. За замовчуванням “вимкнено”.
Вирівнювання зелених: У деяких камерах зелені фільтри мають дещо різні властивості. Цей параметр додає додатковий крок вирівнювання для придушення артефактів. Доступні варіанти: “вимкнено”, “локальне середнє”, “повне середнє” та “повне і локальне середнє”. Ця опція не відображається для сенсорів X-Trans.
Поріг контрасту для подвійної демозаїки (лише для подвійних алгоритмів): Встановити поріг контрастності для подвійних алгоритмів. Нижчі значення віддають перевагу високочастотному алгоритму демозаїки, а більш високі значення віддають перевагу низькочастотному алгоритму.
Показати маску змішування (лише для подвійних алгоритмів): Показати маску змішування, яка використовується для розрізнення областей високої та низької частоти (регулюється параметром “поріг контрасту для подвійної демозаїки”). Для кожного пікселя, чим яскравіша маска, тим більше вихід модуля береться з високочастотного алгоритму.