Программы для увеличения размеров цифрового изображения
ногие фотографы, работающие с цифровыми изображениями, сталкиваются с ситуацией, когда цифровой снимок оказывается меньшего размера, чем нужно для печати. Для того чтобы сделать изображение больше при том же разрешении, в него нужно добавить новые пикселы. Задача состоит в том, чтобы рассчитать цвет новых пикселов, которые необходимо добавить между существующими. Данная процедура называется upsampling и решается путем применения различных алгоритмов. Из общеизвестных upsampling-алгоритмов, которые используются на протяжении уже многих лет, следует назвать три:
- метод копирования ближайшего пиксела (Nearest neighbor interpolation) — заключается в том, что в изображение добавляются новые пикселы того же цвета, что и расположенные рядом. Цветовые точки дублируются — их создается тем больше, чем больше должно быть изображение. Указанная процедура приводит к возникновению ступенек, которые образуются за счет того, что непрерывные кривые изменения цвета становятся ступенчатыми. Такие изображения называются jagged images1, или просто jaggies;
- билинейная интерполяция (Bilinear interpolation) — выполняется на основе четырех соседних пикселов, дает плавные края (ступенек не возникает), но увеличенное изображение получается нерезким;
- бикубическая интерполяция (Bicubic interpolation) — дает несколько лучшие результаты, чем билинейная интерполяция, осуществляется на базе анализа 16 соседних пикселов, что обеспечивает более гладкое увеличение размеров. В Photoshop предлагается пользоваться именно бикубическим алгоритмом. Для небольшого увеличения (до 150%) этот метод дает неплохие результаты, однако при дальнейшем увеличении качество сильно падает.
На рис. 1 приведен пример обработки фотографии с помощью традиционных алгоритмов интерполяции.
Все перечисленные методы приводят к дефектам в виде следов интерполяции. В последнее время появились более сложные алгоритмы, которые позволяют минимизировать дефекты интерполяции. На их основе созданы специализированные приложения, выполненные в виде автономных программ или плагинов к Photoshop и другим популярным графическим редакторам. Подобные плагины необходимы всем, кому приходится иметь дело с изображениями недостаточного разрешения, источниками которых служат цифровые фото- и видеокамеры, Интернет и т.п.
На рис. 2 показаны примеры обработки исходной фотографии (см. рис. 1) с помощью программы Imagener от компании Kneson Software.
Рис. 1. Пример обработки фотографии с помощью традиционных алгоритмов интерполяции
Рис. 2. Пример обработки той же фотографии с помощью программы Imagener
от компании Kneson Software
Современные upsampling-программы позволяют довести небольшие изображения, взятые с Web-сайтов, до изображений, годных для печати, рассмотреть неясные детали на старых фотографиях и т.п. Подобные программы используются не только в допечатной подготовке, но и в таких областях, как медицина, криминалистика, астрономия.
В данной статье рассматриваются не только Upsampling-приложения, созданные компаниями, специализирующимися на обработке изображений, но и программы, разработанные отдельными программистами. Большинство программ, рассматриваемых в этой статье, можно найти на нашем CD-ROM-приложении.
1 Изображение с рваными (зазубренными, ступенчатыми) краями.
Imagener
Разработчик: Kneson Software
Сайт программы: http://www.imagener.com
Платформа: Windows
Программа выпускается в трех модификациях: Enhanced — 29,95 долл., Professional — 49,95 долл., Unlimited — 99,95 долл.
Одна из лучших программ в области увеличения цифровых изображений, выпускаемая в трех модификациях — Enhanced, Professional и Unlimited.
Imagener Enhanced Enlargement
Приложение обеспечивает увеличение цифровых изображений в форматах JPG, GIF, TIF, BMP, PCX, PSD, ETC. В нем применяется интеллектуальный модуль, который анализирует большую область вокруг каждого пиксела, чтобы качественно увеличить изображение. Приложение позволяет достигать 200-300-процентного увеличения без заметной потери качества.
Imagener Professional Enlargement
Приложение обладает всеми возможностями версии Enhanced, а кроме того, в нем используется технология Kneson Progressive++ Enlargement Method, которая базируется на контентно-зависимой интерполяции, учитывающей сложность изображения. Программа позволяет выполнять более чем 300-процентное увеличение без визуально заметной потери качества.
Imagener Unlimited Enlargement
Данная версия обладает возможностями Imagener Enhanced и Imagener Professional, а кроме того, в ней применяется интерполяционная технология Kneson Unlimited++ Enlargement Method, которая сначала переводит растровое изображение в векторное, потом увеличивает его, что дает высокое качество, а затем обратно растеризует изображение в один из популярных форматов, например в JPEG, GIF или TIF (рис. 3).
Рис. 3. Пример работы программы Imagener Unlimited Enlargement
По данным разработчика, технология Imagener Unlimited разрабатывалась около десяти лет и в нее было инвестировано более 2,5 млн. долл. Имеется демо-версия.
Сравнительная характеристика версий программы Imagener приведена в табл. 1.
Таблица 1. Сравнительная характеристика версий программы Imagener
Скачать приложения можно по адресу: http://www.imagener.com/Download.html
Pxl SmartScale 1
Разработчик: Extensis, Inc.
Сайт программы: http://www.extensis.com/en/products
Цена: 199,95 долл.
Платформа: Windows и Mac OS
Pxl SmartScale — одна из самых дорогих программ для интерполяции. Разработчики не раскрывают сути реализованных алгоритмов и лишь заявляют, что программа обеспечивает увеличение размеров до 1600% без видимого ухудшения качества (рис. 4). Среди полезных функций программы — предпросмотр, возможность контроля резкости и контраста результирующего изображения, кадрирование. Имеется 30-дневная ознакомительная версия.
Рис. 4. Pxl SmartScale 1 обеспечивает
увеличение размеров до 1600%
без видимого ухудшения качества
PhotoZoom Professional
Разработчик: Shortcut
Сайт программы: http://www.trulyphotomagic.com
Платформа: Windows и Mac OS
Цена: 129 евро
Многие фотографы сталкиваются с проблемой потери качества, возникающей при увеличении размера цифрового изображения. Побочными эффектами при этом являются расфокусировка изображения и зубчатые края, свойственные изображениям, которые были обработаны в одном из примитивных приложений для увеличения изображения. Shortcut PhotoZoom Professional (рис. 5) позволяет увеличивать цифровые изображения без возникновения вышеуказанных дефектов. Программа использует технологию S-Spline, которая основана на патентованном алгоритме оптимальной самонастраивающейся интерполяции (self-adjusting interpolation) (рис. 6).
Рис. 5. Интерфейс PhotoZoom Professional
Рис. 6. Пример работы PhotoZoom Professional
Особенности программы:
- усовершенствованный S-Spline-алгоритм;
- инструменты настройки, позволяющие повысить качество изображения при увеличении;
- пакетная обработка;
- поддержка широкого спектра графических форматов;
- автономное приложение или Adobe Photoshop-плагин;
- бесплатная ознакомительная версия.
Более дешевую версию программы, адресованную домашним пользователям, можно приобрести за 49 евро в составе пакета программ Shortcut PhotoMagic, куда, помимо программы для увеличения изображения без визуальной потери качества, входит ряд утилит по обработке цифровых изображений.
Resize Pro
Разработчик: Фред Миранда (Fred Miranda)
Сайт программы: http://www.fredmiranda.com/RP/
Платформа: Windows и Mac OS
Цена: 30 долл.
Resize Pro — это плагин для Photoshop, основанный на операции интерполяции. Суть алгоритма состоит в автоматическом выборе пикселов, которые в наибольшей степени отвечают за детали на изображении. Эти пикселы обрабатываются специальным образом. Данный алгоритм позволяет получить более детализированные и натурально выглядящие снимки как при увеличении, так и при уменьшении изображения.
При уменьшении размера Resize Pro обеспечивает максимально возможное качество, анализируя, информация от каких точек важна, а какими можно пренебречь.
Рис. 7. Интерфейс Canon 10m2 Resize Pro
При использовании данного плагина изображение не пострадает от посторонних эффектов типа ореола вокруг контрастных областей. Другая особенность программы — это высокая скорость работы. Resize Pro работает на базе Photoshop 6, 7, CS, CS2, Elements 1, 2 и 3.
Плагин для конкретной камеры (рис. 7) можно подобрать по адресу: http://www.fredmiranda.com/software.
Genuine Fractals
Разработчик: LizardTech, Inc.
Сайт программы: http://www.lizardtech.com/products/gf/overview.php
Платформа: Windows
Цена: Genuine Fractals 4.0 — 159 долл.; Genuine Fractals PrintPro 4.0 — 299 долл.
Genuine Fractals от компании Lizard Technologies — популярный пакет для увеличения разрешения изображений (рис. 8). Реализованные в Genuine Fractals интерполяционные алгоритмы основаны на кодировании изображения методом IFS (Iterated functions system)2. Они позволяют растягивать отдельные фрагменты изображения с учетом их локальных геометрических характеристик и соответственно избегать дефектов интерполяции (зубцов, ореолов и т.п.).
Рис. 8. Интерфейс Genuine Fractals
Программа обеспечивает конвертирование изображения в собственный формат Genuine Fractals, в котором изображение хранится в более компактном виде. Это дает возможность хранить и передавать по Сети большее количество изображений.
В качестве плагина Photoshop Genuine Fractals добавляет к приложению Adobe Photoshop дополнительную функцию — разрешение по запросу (resolution on demand), то есть позволяет получать файлы разного разрешения из одного базового кода.
Программа обеспечивает возможность увеличения изображения до 600% без видимой потери качества.
Genuine Fractals PrintPro 4.0 поддерживает все цветовые модели, включая CMYK и CIE-Lab.
Функциональность демо-версии ограничена 12 файловыми операциями.
Сравнительная характеристика продуктов Genuine Fractals представлена в табл. 2.
Таблица 2. Сравнительная характеристика продуктов Genuine Fractals
2 Метод систем итерируемых функций (Iterated Functions System, IFS) появился в середине 80-х годов как простое средство получения фрактальных структур. IFS представляет собой систему функций из некоторого фиксированного класса функций, отображающих одно многомерное множество на другое.
Resize Magic
Разработчик: FSoft
Сайт программы: http://www.fsoft.it/imaging/en/Esempi.htm
Платформа: Windows
Цена: 24 евро
Photoshop-плагин Resize Magic позволяет не только увеличивать (рис. 9), но и уменьшать изображения. Нелицензированная программа вставляет в изображение метки.
Рис. 9. Изображение увеличено с 500x667
до 2800x3735 пикселов: слева — с помощью программы Adobe Photoshop, справа —
с помощью Resize Magic
Загрузить программу можно по адресу: http://www.fsoft.it/imaging/en/Download.htm.
Resize IT
Разработчик: Брайан Спэнглер (Brian Spangler)
Сайт программы: http://www.outdoorgrace.com/ResizeIT.htm
Платформа: Windows
Цена: 25 долл.
Resize IT — это Adobe Photoshop-плагин, который работает со всеми приложениями, поддерживающими Adobe-совместимые плагины. Если вам необходимо увеличить 3-мегапиксельное изображение до 11 мегапикселов, то Resize IT предложит несколько интерполяционных алгоритмов, из которых можно будет выбрать оптимальный для конкретного случая. Приложение окажется полезным для профессиональных фотографов (рис. 10). Незарегистрированная версия позволяет обработать 15 изображений.
Рис. 10. Пример работы программы Resize IT
Inzoomnia
РРазработчик: Ларс Морман (Lars Mohrmann)
Сайт программы: http://www.inzoomnia.com/
Платформа: Windows
Цена: 15 евро
Inzoomnia — это самая дешевая программа в данном обзоре. Приложение хорошо справляется с прямыми и скругленными линиями, но генерирует зазубрины в остроугольных элементах изображения (рис. 11). Имеется демонстрационная версия, в которой отсутствует возможность сохранения файлов.
Рис. 11. Исходное изображение, увеличенное за счет размера пиксела
и с помощью алгоритма Inzoomnia
Qimage
Разработчик: Digital Domain
Сайт программы: http://www.ddisoftware.com/qimage/
Платформа: Windows
Цена: 45 долл.
Программа Qimage будет интересна пользователям, которых увеличение изображений интересует преимущественно в контексте вывода на печать. Она предназначена для того, чтобы печатать увеличенные изображения с надлежащим качеством. Qimage использует собственные алгоритмы — более интеллектуальные, чем бикубическая интерполяция.
Рис. 12. Интерфейс Qimage
Программа позволяет напечатать изображения с максимальным качеством, оптимально размещает несколько снимков на странице, благодаря чему экономится дорогостоящая фотобумага (рис. 12). Помимо интеллектуальных алгоритмов увеличения изображения имеются фильтры шума, удаление пятен, функции настройки яркости, контраста, резкости, вращения изображения, зеркального преобразования и т.д. Поддерживаются форматы JPEG, TIF, BMP, GIF, PCX, TGA, PCD, PNG, и NEF (Nikon D1 raw).
Pictura
Разработчик: Digital Multi Media Design
Сайт программы: http://www.dmmd.net/products/pictura.htm
Платформа: Windows
Цена: проект пока не коммерциализован
Pictura — это программа обработки графики, которая использует оригинальные алгоритмы интерполяции, подавление шума, фокусировку и другие фильтры, которые применяются для редактирования цифровых фотографий и в допечатной подготовке.
Pictura основана на методе интерполяции AQua-2 (Adaptive Quadratic v.2), согласно которому для каждого из синтезируемых пикселов рассчитывается распределение вероятности значений цветовых компонентов, зависящее от локальных характеристик изображения.
Проект находится на стадии тестирования предварительной альфа-версии, участие в котором возможно с согласия авторов (размер установочного файла — 9 Mбайт).
