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用软件修正数码单反镜头带来的细节损失【待续】

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gaoteng 发表于 2009-9-20 15:49:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
很多人认为镜头因素引起的画面细节损失是不能修正的,这个观点不正确。镜头可以看作是一个信号处理系统,其输入信号就是拍摄时的环境光,输出信号就是送给CMOS或者CCD感光器的图像光。由于镜头本身的品质因素,镜头没有把输入信号透明地输送出去,而是根据自己的特性对输入信号加以“修饰”,然后输出。这个“修饰”过程就带来了信号失真,细节损失就是这种信号失真的表现之一,其他如色散、暗角、畸变等都是输出信号失真的表现。任何一款镜头的失真特性都是客观存在的,可以通过镜头的MTF曲线得出镜头的分辨率失真特性。根据镜头MTF曲线,假设输入信号是一组黑白交错的光栅,光栅越来越密,即空间频率加大,输出信号的反差随之下降,当输出信号的反差下降到一定程度(小于20%),人眼就无法区分黑白光栅了,看到的是没有反差的一个灰平面。也就是说,通过镜头透射后,原来看到的黑白光栅变成一个灰平面了,这就是所谓的细节损失。但是,不要忘记,人眼观察到的细节损失并不代表细节信号丢失,细节信息还是存在的,只不过我们的眼睛看不出变化而已。换成老鹰的眼睛一定可以看出来。现在的问题就是如何提取出残存的细节信号,重新放大,让我们能够看见原来看不见的细节。因为细节损失实际上就是反差下降,而反差下降不是固定不变的,而是输入信号空间频率的函数。这个函数可以通过MTF曲线得到,用来描述空间分辨率与反差下降的特性,为后面的细节纠正做准备。对已经生成的相片,我们可以对其进行二维傅立叶变换,提取出不同空间分辨率的分量,根据刚才空间分辨率与反差下降的特性函数,对所有不同空间分辨率的频域信号进行提高反差的补偿预算,然后再进行一次二维傅立叶反变换,这样就可以得到一幅新的图像,在这幅图像中,高空间频率信号的反差得到提升,人眼能够看到“丢失的”细节。

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limby81429 发表于 2009-9-20 17:07:12 | 显示全部楼层
上个图看看?买个狗头,上个软件,狗头能否变成牛头?

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ripongeoid 发表于 2009-9-20 17:46:17 | 显示全部楼层
没这么简单吧,你所说的都是在理想状态的假设,如果对着测试卡拍照,用你说的方法应该可以实现但是现实中不可能吧,没法分辨细节丢失是因为空间频率加大造成的还是因为焦外成像造成的除非能测定被拍摄物体在三维上的情况,针对不同物距和焦距的关系判断是正常的虚化,还是失真按你的方法应该和锐化差别不大,只是把锐化的系数和镜头的特性联系起来

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limby81429 发表于 2009-9-20 18:25:22 | 显示全部楼层
接昨天的话题继续:正如3楼所说,用软件修正镜头损失的细节要运用到实际中并不简单。我们知道,绝大多数镜头是以光轴为中心的中心圆对称结构,像场中心各个方向的MTF值是相同的。但是,在镜头像散的影响下,在偏离镜头中心的位置上,沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的MTF值(反差下降系数)是不同的,即MTF曲线中的弧矢曲线、子午曲线是不重合的。这就要求我们在进行傅立叶变换前对原始相片做一次坐标变换,把原先的水平、垂直坐标系转换成切线、径线坐标系,在完成傅立叶正变换、反差补偿运算、傅立叶反变换后,再做一次坐标系反变换。不过,正如3楼所说,最大的问题还是焦外成像的矫正。在理想聚焦的情况下,镜头可以近似看成是一个低通系统,随着输入光空间频率加大,输出光空间频率不变,反差下降了,可以把输出信号认为是幅度下降的输入信号叠加直流分量,可以进行反差补偿运算。对于焦外成像,情况更为复杂,输入光经过镜头后,虽然还保留输入信号信息,但是额外产生了新的低频信号和输入信号的高次倍频信号,这些信号在频域上与正常信号叠加在一起没有办法提取出来,只能利用空间参数进行提取,但是焦外成像只有二维空间参数,缺少三维空间参数,因此焦外成像的细节无法提升,相反,用上述方法进行反差补偿运算反而加大了焦外成像的高频失真度,好在是焦外成像本来就是失真的,大部分信息的能量集中在低频部分,高频失真对焦外成像影响似乎不大。我选了一幅故意对焦错误的相片,整个画面都是焦外成像,用软件处理后在视觉上似乎没有改变。对于普通聚焦正常的相片,效果有所显现,但不是想象中那么好。

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heistspurest 发表于 2009-9-20 19:04:27 | 显示全部楼层
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jrlmjrlm 发表于 2009-9-20 19:43:32 | 显示全部楼层
如果真的损失了,是修补不了的。如果能修补,肯定没有损失。

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bars987151 发表于 2009-9-20 20:22:37 | 显示全部楼层
我觉得楼主的想法也能用在处理色散的失真上,把图象按照光的频率分成若干张单色图象,在径向上进行校正,应该可以减弱紫边等现象,不知道现在有没有这种方法
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