Fototools, -plugins Image Analyzer - sehr gutes Programm für Dekonvolution

ralfeberle

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Hallo!

Die Alteingesessenen hier im Forum werden sich noch an meinen riesigen Beitrag rund um die Dekonvolution erinnern (Suche-Funktion!). Kurze Rekapitulation: Die Dekonvolution ist ein Verfahren für Mathematische Bildanalyse, das versucht, diverse Formen von Bildunschärfen durch Konturenfindung, Zusammenfassung und Verstärkung zu beseitigen.

Dabei geht es nicht um normale Bilder, die einfach noch etwas Nachschärfung benötigen, sondern um die Korrektur von Bildfehlern. Dabei werden verschiedene mathematische Algorithmen angewendet bzw. stehen zur Auswahl. Manche eignen sich für die Verbesserung bei verwackelten Bildern, manche bei falscher Fokussierung, wieder andere, wenn die Ursache der Unschärfe unklar ist.

Allen Verfahren gemeinsam ist, sie mögen keine verrauschten Bilder. Selbst schwaches Rauschen wird verstärkt und muß bei mehrstufigen Dekonvolutionsversuchen immer wieder als Zwischenschritt beseitigt werden. Ihr seht schon, hier gehts ans Eingemachte. So toll es sich anhört, es ist oftmals eine Probiererei, bis man das am besten passende Verfahren gefunden hat - bzw. die beste Reihenfolge verschiedener Verfahren. Trotzdem kann es sich lohnen, wenns um wichtige Bilder geht.

Wenn sich diese Beschreibung zeitaufwendig anhört, dann trifft das voll den Kern der Sache. Das Probieren kostet Zeit, die aber durch einen schnellen PC stark gemindert werden kann. Es kommt hierbei praktisch nur auf die reine Rechenleistung an, also sind hochgetaktete Intel-CPUs am besten.

Es ist ähnlich wie beim Entrauschen: Mit der Zeit gewinnt man Erfahrung und wird immer besser in der Auswahl der besten Dekonvolutionsverfahren. Das allein ist es aber immer noch nicht. Da es um mathematische Verfahren geht, gibt es meist mehrere einstellbare Einflußgrößen für die Iterationsschritte. Iteration heißt, Berechnung eines Bildes, also ein Schritt. Da manchmal mehrere Schritte nötig sind, kann man die Anzahl Iterationen ebenfalls vorwählen. Doch meist wird man sich einzelschrittweise ans Optimum herantasten.

So, nach so viel Abschreckung nun zu einem konkreten Beispiel. Meine Katze auf folgendem Bild war leicht verwackelt, die beste Schärfe wurde im ersten Bild bereits mit FixFoto erzeugt. Eine weitere Verbesserung ist, wenns natürlich aussehen sollte, praktisch nicht mehr möglich. Das zweite Bild wurde durch vier Iterationsschritte Dekonvolution, Methode 'Kreisförmige Unschärfe' gejagt. Falls der Vergleich hier nicht augenfällig ist - man betrachte die Augen und das Fell - sollten die Bilder in einen Bildbetrachter respektive FixFoto geladen werden und hinundher geschaltet zwischen den Bildern. Dann wirds sehr deutlich.

rme_froschi-wetzt-krallen-bergab1.jpg

rme_froschi-wetzt-krallen-bergab2.jpg


Das dabei verwendete Programm war...

der Image Analyzer (huhu Niels! ;D )

Das Freeware-Progrämmchen ist mittlerweile ein echtes Hammerprogramm. Der Entwickler ist ähnlich engagiert wie Joachim. Image Analyzer dient aber nicht nur zur Dekonvolution, das ist nur ein kleiner Bereich. Es ist ein leistungsfähiges EBV-Programm. Trotz seiner starken mathematischen Orientierung, ist es heute auf einem hohen benutzerfreundlichen Stand. Es macht wie FixFoto vieles mit Schiebereglern.

Es hat eine brauchbare wenn auch nicht an FF heranreichende Schärfungsfunktion, dafür sehr gute Filter für Entrauschung, Verwischung, Weichzeichnung u.ä., erlaubt eigene Filter praktisch zu definieren, hat diverse kreative Bildveränderungswerkzeuge, z.B. Rauschen Hinzufügefilter u.v.a.m. Ich kann das gar nicht alles aufzählen, selber gucken geht schneller. Der dänische Autor baut voll auf Spenden seiner Nutzer, die ebenso wie bei FixFoto eher Fans sind.

Es gibt zudem ein Forum, allerdings nur in englischsprachiger Version. Falls sich bei uns einige fänden, die Interesse an einem Informationsaustausch zu diesem Programm haben, könnte ich mir vorstellen, eine Rubrik für Image Analyzer Themen einzurichten. Das wäre dann der deutschsprachige Ableger vom Urforum. Man könnte dann in diesem die deutschsprachigen Benutzer vielleicht sogar zu uns umleiten.

Guckts euch mal an - für die Fortgeschrittenen EBVler ein Muß für den eigenen Werkzeugkasten.

Gruß,

Ralf

PS. Was die Fans des Programms zu leisten vermögen, sieht man u.a. daran, daß sie z.B. die Benutzeroberfläche ins Deutsche übersetzt haben. Selbstverständlich gibts im Urforum auch eine Verbesserungsvorschlägerubrik.

PPS. Ideal fände ich eine Zusammenarbeit von Michael Vinther und Joachim zweckst Ideen- und natürlich Bearbeitungswerkzeuge-Austausch.
 
AW: Sehr gutes Programm für Dekonvolution

Hallo!

Es ist eine neue Version des Programmes erschienen: Image Analyzer 1.23

Neu ist (übersetzt von mir):

· JPEG2000 Kompressionsqualität-Vorschau (Dateiformat Optionen-Dialog)

· Überarbeiteter Druck-Dialog

· Retusche-Werkzeuge (Stift, Klonen, Weichzeichner- und Scharfzeichnerpinsel, push (hab 25 Bedeutungen des Wortes studiert, aber weiß trotzdem nicht, was es in Zusammenhang mit Retusche heißt - muß ich erst ausprobieren)

· Nichtrechteckige Bildteile selektionieren/maskieren

· Filter nur auf maskierte Bildteile anwenden

· Bildbearbeitungsschritte wiederholen

· XP-Themen-Support (Richtig so? Ich hab kein XP!)


Gruß,

Ralf
 
AW: Sehr gutes Programm für Dekonvolution

Hallo Ralf!
Danke für die Erinnerung an ein Thema, was "vor meiner Zeit mit FF" ja schon tiefgehend im Forum behandelt wurde, vor allem durch deinen Input..

"push" entspricht dem "Wischfinger" in PS. Verschmiert vom Ausgangspunkt des Pinsels die dort befindlichen Farben.. gehört nicht sosehr zu den essentiellen Dingen, IMHO.

Aber insgesamt die Retusche: gutes Handling.
Auch sonst, in mancher Hinsicht, Dekonvolution, Entrauschen, mehr als einen Blick wert.

Da klingen ja schon div. Themen an, die nach der SV ...;)

Gruß Heiner
 
Image Analyzer

ich habe mir mal den Image Analyzer installiert und blicke da überhaupt nicht durch. Kann mir jemand eine Grundeinstellung für Bilderschärfen geben?
Die Anleitung is ja englisch.

Maiky
 
AW: Image Analyser

Hallo Maiky,

warum holst Du Dir nicht die deutsche Sprachdatei dazu?
Habe zwar mit dem Programm ein bischen gespielt, bin aber nicht recht froh damit geworden. Interessiert hat mich eigentlich nur die Fähigkeit der Dekonvolution, oder wie das Teil heißt.

Schönen Gruß,
Werner.
 
AW: Image Analyser

ich hab ja das deutsche Sprachpaket, aber die hilfe is weiterhin in E.

Maiky
 
AW: Image Analyser

Vielleicht kann ralfeberle mal erklären, wie er es gemacht hat.

Maiky
 
AW: Image Analyzer - sehr gutes Programm für Dekonvolution

Hallo!

Bitte konkrete Fragen: Wo genau klemmts? Die Schärfungsfunktion würde ich nicht nehmen, nur die Dekonvolution. Meinst Du vielleicht auch.

Blöd, daß die c't in der letzten Ausgabe, also nicht der aktuellen, einen Artikel mit guter Grundlagenvermittlung zur Dekonvolution drin hatte. Müßte man mal einen Auszug hier posten, also die Idee dahinter und ein paar Einstellungstips, denn am Beispiel Image Analyzer wurde darin die Sache exemplarisch erklärt.

Gruß,

Ralf
 
AW: Image Analyzer - sehr gutes Programm für Dekonvolution

hi,
natürlich meine ich die Dekonvolution. Hier muß man ja ein abgeschlossenes Mathe- studium haben. Ob die Bediennung nicht einfacher ginge?
Maiky
 
AW: Image Analyzer - sehr gutes Programm für Dekonvolution

Hallo!

Kaum. Schieberegler sind derzeit bei Dekon-Software nicht machbar - vielleicht einmal, wenn unsere PCs zehnmal so schnell sind. Es geht also um den Dekon-Dialog, unterste Auswahl im Filtermenü, nachdem ein Bild geladen ist:

rme_image-analyzer_dekonvolution01.jpg


Grundsätzliches Vorgehen:

- Wichtig: Rauschen ist Gift für die Dekonvolution, also vorher entrauschen
- Wahl des Dekonvolutionsverfahrens
- Einstellung der Parameter, bei Unerfahrenheit Ratefunktion benutzen um meist guten Ausgangswert zu erhalten
- Iteration=1 anklicken, soll heißen, die Dekonvolution starten, also mit einem Durchgang der eingestellten Parameter die Korrekturrechnung durchführen
- Ggf. nochmal eine Iteration, etc. bis das Ergebnis schlechter wird
- oder: Parameter verändern, dann startet die Iteration wieder von vorn vom Ausgangsbild - das sieht man auch rechts im Konvergenz-Fenster. Solange die Konvergenz steigt, sollte das Bild visuell auch besser werden.
- will man ab einer erreichten Verbesserungsstufe mit einem anderen Verfahren weiteroptimieren, muß man OK klicken und den Dialog neu öffnen. Dann kann man nur noch mit 'Undo' zurück.
- man hat immer die Wahl zwischen stärker wirksamen Parametern und wenigen Iterationsschritten oder schwach wirksamen und mehr Schritten. Was man wählt, ist motivabhängig, flächige Motive mögen z.B. nur wenige Schritte, auch weil dies das Rauschen weniger verstärkt.
- Die Auswahl 'Viertelspiegel' verfeinert die Dekonvolutionsauflösung und bringt manchmal deutlich bessere Resultate. Nachteil ist, daß es den Speicherbedarf vervierfacht!

Theorie

Als erstes muß man sich klar sein, welche Sorte Unschärfe man beseitigen möchte. Dafür aber erst etwas Grundlagen. Es geht um den wichtigen Begriff PSF - Point Spread Funktion - mit dem mathematisch gesehen ausgedrückt wird, welcher Art die Unschärfe ist. Je genauer man das angeben kann, desto genauer kann das auch wieder rückgerechnet werden. Mathematisch betrachtet gilt für ein Bild, es besteht aus Objekt (Motiv), Unschärfefunktion und einem Rauschanteil.

Unschärfe, die durch ein mathematisches Verfahren erzeugt wurde dessen Funktion man kennt, kann wieder vollständig beseitigt werden. Man muß wissen, welche Sorten Unschärfe in einer normalen Fotografie vorkommen können und welches Dekon-Verfahren man dagegen verwenden sollte. Normalerweise sollte jeder Objektpunkt im Bild wieder als Punkt abgebildet werden. Die PSF beschreibt, was mit einem Punkt bei der Abbildung passiert ist. Das Problem ist, es können mehrere Unschärfensorten gleichzeitig im Bild sein. Betrachten wir eine nächtliche Langzeitaufnahme von fahrenden Autos. Es entstehen die bekannten Lichterspuren. Die PSF würde nun angeben, wie der Bewegungsvektor, also im Foto wie groß die Verschiebung des Lichtes in x- und y-Richtung ist.

Unschärfeformen:

1. Verwackelt
Die Objektpunkte erfahren eine Verschiebung im Bild gegenüber dem Original. Die Dekonvolution kann pro Berechnung nur mit geradlinigen Verschiebungen umgehen. Bei - womöglich komplexen - Kurven versagt sie, zumindest bei allen mir bekannten Dekonvolutionsprogrammen. Beim Versuch der Korrektur versucht man auf dem Bild die Anzahl Pixel in x- und y-Richtung zu ermitteln, um die ein Bildpunkt verschoben und damit verwischt wurde. Am ehesten erkennt man das an ehemals punktförmigen hellen Bildstellen.
Problem ist, daß entweder das ganze Bild gleichmäßig verwackelt aber auch verwackelt und irgendwie verdreht worden sein kann. Weiteres Problem, es kann statt dessen nur ein Objekt im Bild durch seine Eigenbewegung unscharf sein. Dies muß dann erst freigestellt werden, damit die Dekonvolution nicht aufs ganze Bild wirkt. Eine Kombination von beiden Verwacklungsarten ist nur schwer wieder zu beseitigen.
Auswahl: Bewegungsunschärfe

2. Falsch fokussiert
Hier wird jeder Objektpunkt kreisförmig ausgebreitet und alle diese Ausbreitungen überlagern sich natürlich. Hier kann man beim dekonvolvieren nur probieren, wie stark die parameter gewählt werden müssen. Image Analyzer bietet auch hier eine Ratefunktion, s. Bild, die man anfangs gerne nutzt. Mit mehr Erfahrung wird man die erforderlichen Parameter selber schneller eraten.
Auswahl: Kreisförmige Unschärfe, Gaußsche Unschärfe, blind

Eine Sonderform stellt die Blinde Dekonvolution dar. Hier versucht das Programm den Grund der Unschärfe mathematisch zu ermitteln - zweidimensionale Fast-Fourier Transformation (FFT) - und eine möglichst exakte 'Gegenfunktion' für die Dekonvolution zu bauen. Klaro, daß teure Software hier bessere Leistungen abliefert. Trotzdem ist auch Image Analyzers Blinde Dekonvolution meist besser im beseitigen von Defokussierung als die beiden anderen bei der Auswahl oben genannten Verfahren. Leider sind die Parameter bei der Blinden Dekonvolution arg mathematisch und wenig verständlich. Hier hilft nur ausprobieren, spielen und ggf. Erfolge mitprotokollieren.
Blinde Dekonvoluion: Sie Spalten-Parameter bestimmen die Anzahl Zeilen und Spalten der Dekonvolutions-Matrix. Am besten erst mal die Werte belassen und damit testen. Die richtigen Parameter bedeuten einen Kompromiß zwischen erkennbaren Details und meist ring- oder wellenförmigen Artefakten sowie Rauschen. Die besten Parameter sind stark motivabhängig, also probieren und notieren.

Fazit

Die Dekonvolution schärft komplett anders als herkömliche Schärfungsfunktionen und kann z.B. bei Motiven mit vielen feinen Details und womöglich starken Kontrasten viel besser schärfen. Es ergibt sich keinerlei Treppchenbildung oder Überschärfung durch Kantenüberbetonung. Selbstverständlich kann auch die Dekonvolution überschärfen, nur erzeugt sie dann ihre typischen Artefakte.

Image Analyzer verarbeitet auf einem 1 GB RAM System bei der Blinden Dekonvolution maximal Bilder mit 2048x2048 Pixel Größe.
 
AW: Image Analyzer - sehr gutes Programm für Dekonvolution

Danke für die Ausführungen

Maiky
 
AW: Image Analyzer - sehr gutes Programm für Dekonvolution

Hallo,

http://www.astro-foren.de/showpost.php?p=33560&postcount=2

Auf oberem Link läßt sich mein Problem beschreiben, das vermutlich mit dem Image Analyzer zu lösen ist: Beim Testen von Newton-Spiegel für die Astronomie entstehen beim Lyot-Test solche Rauhheits-Bilder: Hier ein Beispiel: http://rohr.aiax.de/highstone.jpg

highstone.jpg


Wie in meinem Foren-Beitrag oben zu sehen bräuchte ich eine 3-D-Darstellung dieser Fläche, was offenbar mit dem Image Analyzer möglich ist. Das Beispiel auf meinem Forum ist nicht von mir, aber es zeigt, wo ich hin will. Wenn einer aus der highstone.jpg so eine 3-D-Darstellung zaubern kann, so wüßte ich gerne, wie das geht. Ich hätte nämlich jede Menge an Anwendung.

Vielen Dank für die Unterstützung.

Das wäre der Bereich, in dem das vorkommt: http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=6084

Gruß Wolfgang Rohr
 
AW: Image Analyzer - sehr gutes Programm für Dekonvolution

Hallo Zusammen!

Vor einigen Jahren habe ich schon einmal mit der Software gearbeitet und wirklich beeindruckende Ergebnisse erzielt.

Ralf hat ja schon einmal angeregt, die Dekonvolution vielleicht in Fixfoto einzubauen. Ich würde dies nach wie vor sehr begrüßen und ich würde durchaus auch etwas dafür zahlen.

Ob man das Projekt vielleicht wieder aufleben lassen kann?
 
AW: Image Analyzer - sehr gutes Programm für Dekonvolution

Hallo, wolzim!

Ja, in der Dekonvolution schlummern sicher noch so manche Möglichkeiten, Fotos zu retten, die man schon knurrend abgeschrieben hat. Mir scheint aber das Finden der nötigen Parameter sehr schwierig. Ich habe vor einiger Zeit mit dieser Funktion im Image Analyzer herumprobiert, aber keine wirklich brauchbaren Ergebnisse erzielt. Das verlangt wohl viel Erfahrung und damit viel Einarbeitung.
Ich befürchte, daß selbst wenn diese Funktion in FF implementiert wird, sie kaum jemand nutzen wird. So ähnlich wie ich mich nicht an den LAB-Modus herantraue, obwohl ich vermute, daß man manches Foto damit gehörig aufpeppen könnte.
Jedenfalls müßte die Funktion einigermaßen intuitiv aufbereitet werden mit einer Vorschau, die auch auf einen kleineren Ausschnitt beschränkt sein könnte, um mit der nötigen Rechenleistung klarzukommen, aber daß man sofort sieht, wohin die Tendenz geht, wenn die Regler bewegt werden. Sollte das wirklich gelingen, wäre es ein echter Knüller!;)

Gruß

Gernot
 
AW: Image Analyzer - sehr gutes Programm für Dekonvolution

Hallo,

ich hatte damit auch vor Jahren gearbeitet. Ich fand das nicht so kompliziert. In der pixelgenauen Vergrößerung konnte ich durchaus abschätzen, wie das Foto verrissen war. Es hat einige Versuche gekostet, doch das Ergebnis war durchaus überzeugend.

Original:
picture0005s.jpg

Fälschung:
new01l.jpg


Vor allem im gewonnenen Detailreichtum der Taue ist die Verbesserung sichtbar, in der vollen Auflösung wird das natürlich sehr viel deutlicher.
Neben der Dekonvolution habe ich das Bild mit i2E optimiert.

Wenn es in Fixfoto eingebunden wäre, würde ich es sicher häufiger versuchen.
 
Hallo,

bin gerade mal wieder von einer Tauchexpedition zurück mit einem Sack voll 'fast toller' Bilder, wenn da der Fotograf oder das Objekt nur stillgehalten hätte. Benutze schon seit Jahren nur FixFoto zur Nachbearbeitung und ernte immer Applaus von den Kameraden, wenn sie dann meine Bilder sehen. Habe mir jetzt mal den ImageAnalyzer heruntergeladen um zu versuchen noch ein paar Bilder, die es wert sind, vor dem Gelöschtwerden zu retten.

Die Dekonvolution mit FixFoto würde ich gerne dazuhaben wollen!! (auch kaufen)

Viele Grüße

Michael
 
Hallo Michael,

probier mal das neue SHARPEN von Franzis. Das erscheint mir derzeit das mit Abstand interessanteste Tool zur Nachschärfung zu sein. Es hat neben anderen ausgeklügelten Algorithmen auch die Dekonvolution an Board. Damit konnte ich selbst auch schon einige Bilder vor der Tonne retten.

vg Joghi
 
Hallo Joghi,

danke für den Tip. Hab mal etwas mit dem SHARPEN gespielt. Da gibt es so viele Möglichkeiten was einzustellen. Das braucht Zeit, um das gut bedienen zu können. Den ImageAnalyzer hab ich auch kurz ausprobiert. War im ersten Moment sehr kompliziert, was dazu führte, dass ich schnell auf den SmartDeblur zurück kam, mit dem ich meine Tests begonnen hatte. Zunächst die freie Version 1.27 . Ist leicht zu bedienen und brachte schnell brauchbare Ergebnisse. Hab dann die aktuelle Version 2.3 Home probiert. Das war so einfach zu bedienen und das Ergebnis so gut, da hab ich es gleich gekauft (ca. 50 Euro). Wichtig ist die geeignete Wahl des Ausschnittes für die Autodetektion! Das braucht etwas Übung. Zu der Version 1.27 gibt es den Source code. Ich habe mal angefangen das dazu zu Programmieren, was mir an der Version fehlt. Ich bin aber noch blutiger anfänger in QT und werde desshalb noch lange brauchen, bis da alles geht, was ich will. Ich bin sicher, für Joachim wäre es gut möglich, die Algorithmen in FixFoto zu realisieren. Mit der schon vorhandenen Maskieren Funktion, könnte man z.B. die Tiefenschärfe nachträglich erhöhen oder partielle Bewegungsunschärfe korrigieren. Wäre das nicht toll?

Werde mal eine Beitrag unter Verbesserungsvorschläge in diesem Forum starten.

Viele Grüße

Michael
 
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