V dnešním testu se seznámíte se softwarovým produktem určeným k odstraňování šumu z digitálních fotografií. Noise Ninja nás překvapil vysokou rychlostí zpracování, jednoduchostí ovládání i slušným výstupem. Více o tomto software včetně ukázkových fotografií naleznete v následujícím testu.
Úvod
Pravděpodobně každý fotograf pracující s digitální technikou se již někdy setkal s fotografiemi, které obsahovaly větší či menší množství šumu. Pokud nelze záběr zopakovat za příznivějších podmínek, zůstává jediné řešení – použití některého z bohaté nabídky programů na úpravu fotografií. Funkci odstranění šumu obsahuje mj. i oblíbený Zoner Media Explorer 6, ale pro dosažení lepších výsledků je vhodnější nasadit některý ze specializovaných programů. Mezi ty nejlépe hodnocené patří například Noise Ninja (dále jen NN) od firmy Picture Code. Výhradním distributorem tohoto programu pro Českou republiku je Ráj foťáků (viz odkaz zde), divize společnosti TM TRADE. Pro testování jsem měl k dispozici aplikaci Noise Ninja v aktuální verzi 1.1.2, jejíž trial verzi lze získat na stránkách www.noiseninja.cz (viz odkaz zde).
Přípravy
NN je jednoúčelový nástroj k odstraňování šumu z digitálních
obrázků. Pro svou práci využívá poměrně komplikovaný matematický
nástroj nazývaný vlnková teorie (wavelet theory), který zlepšuje schopnost
automatické detekce a potlačení šumu na různých frekvencích, místech a
barevných kanálech. NN neponechává nic náhodě a tak během načítání
provádí konverzi všech obrázků na 48-bitové RGB (16 bitů na kanál).
Během odstraňování šumu dochází k další konverzi, tentokrát ale do
barevného prostoru YCbCr, který se využívá např. i při JPEG kompresi.
Každý bod je v tomto barevném prostoru reprezentován jasem (Y) a dvěma
chrominačními složkami – modro-žlutou (Cb) a červeno-zelenou (Cr). NN
při práci počítá s 32 bity na kanál, tedy celkem s 96 bity na pixel.
Tři kanály YCbCr obsahují stejné množství informací jako tradiční RGB
(red – červená, green – zelená, blue – modrá) model. Navíc pro
převod z jednoho barevného prostoru do druhého existují jednoduché
matematické vzorce. Důvodem této konverze je snadnější oddělení šumu od
užitečné informace v barevném prostoru YCbCr. Jakmile program odvede svou
práci, převede fotografii zpět na 48-bitové RGB. Někomu se mohou zdát
uvedené počty bitů zbytečně vysoké, ale právě díky nim NN dokáže
minimalizovat ztráty obrazových informací během konverzí a zpracování
dat.
Po přečtení předchozího odstavce vás asi nepřekvapím sdělením, že NN
patří mezi programy, které dokáží počítač pořádně prohnat. Nicméně
díky propracovaným algoritmům nejsou minimální požadavky na hardware a
software nijak vysoké (spíše naopak) – vystačíte si s počítačem
vybaveným alespoň procesorem Pentium nebo jeho ekvivalentem, grafickou kartou
s podporou zobrazení 800×600 bodů, 32 MB dostupné operační paměti,
10 MB volného diskového prostoru (pouze pro vlastní program) a operačním
systémem Windows 98 SE/ME/2000/XP. Pro svižnější práci je určitě
rozumnější použít poněkud silnější konfiguraci. Rozhodující je
zejména podpora instrukční sady SSE (Streaming SIMD Extensions)
u procesoru (např. Pentium III nebo 4) a velikost volné operační
paměti.
Pokud o program projevíte zájem, nečekejte, že získáte úhlednou
papírovou krabici s instalačním médiem a tištěnou příručkou. NN je
totiž distribuován pouze elektronickou cestou a tak vše potřebné ke
zprovoznění naleznete na českých (viz odkaz zde), případně anglických
(přesněji řečeno amerických) (viz odkaz zde), stránkách
věnovaných tomuto produktu. Ke stažení jsou nabízeny celkem tři
soubory – vlastní instalační soubor
(NoiseNinjaSetup1_1_2.exe, 4,7 MB), kalibrační tabulka
(calibration_chart.jpg, 0,5 MB) a knihovna šumových profilů
(noise_profiles.exe, 1 MB). Vzhledem k uvedeným velikostem není problém
stáhnout tyto soubory ani prostřednictvím klasického vytáčeného
připojení k internetu.
Celé to má ale jeden háček. Z internetu si stáhnete pouze trial verzi
produktu, která je sice prakticky plně funkční, ale výsledné fotografie
znehodnocuje vodotiskem ve tvaru mřížky. Na druhou stranu máte jistotu, že
nebudete kupovat zajíce v pytli. Všechno můžete důkladně vyzkoušet a
teprve pokud budete s programem spokojeni, tak si koupíte licenci. Tím
získáte kód, kterým z trial verze uděláte plnohodnotný produkt. Vybírat
můžete ze dvou verzí (Home a Professional), které se
liší barevnou hloubkou výsledných TIFF souborů (24 nebo 48 bitů),
podporou dávkového zpracování a samozřejmě cenou (1 012,– Kč nebo
2 368,– Kč včetně 19% DPH).
Vlastní instalace je velmi jednoduchá. Stačí zodpovědět několik málo
dotazů a po chvilce můžete začít pracovat. Ihned po instalaci doporučuji
aplikovat nejnovější knihovnu šumových profilů (samorozbalovací archiv
noise_profiles.exe), která rozšíří nabídku předpřipravených
šumových profilů o celou řadu dalších modelů fotoaparátů.
Při prvním spuštění programu doporučuji provést kontrolu nastavení
(File → Preferences), zejména část označenou Image
cache. Ve většině případů by měly výchozí hodnoty zajistit
bezproblémový chod aplikace. Vhodným nastavením velikosti použité RAM a
disku určeného pro odkládání dat (důležitá je rychlost a dostatek
volného místa) lze ale výkon NN optimalizovat. Velikost použité RAM má
vliv hlavně na rychlost překreslování obrazu, na vlastní zpracování
příliš velký vliv nemá (viz kapitola Rychlost zpracování).
Redukce šumu
Aby NN dokázal odstranit šum z vašich fotografií, musí vědět, jak má
poznat rozdíl mezi šumem a detailem snímku. Pro tyto účely používá tzv.
šumové profily (noise profiles, což jsou speciální soubory
určené pro jednotlivé modely fotoaparátů či skenerů (vhodnější je
kombinace filmový materiál/skener) obsahující informace o rozložení šumu
pro každý kanál v barevném prostoru YCbCr. Pro některá zařízení jsou
profily součástí instalace, další lze nalézt ve volně dostupné knihovně
šumových profilů. Pokud ani zde nenajdete vámi používaný přístroj,
budete si muset takový profil vytvořit sami.
Knihovna šumových profilů je tvořena adresářovou
strukturou, kde názvy adresářů odpovídají konkrétním výrobcům a
značkám digitálních fotoaparátů. Jednotlivé šumové profily jsou
uloženy v souborech s příponou NZP, v jejichž názvu jsou uvedeny
nejdůležitější charakteristiky – typ přístroje a hodnota citlivosti,
případně doba expozice. Tak např. profil SonyF828_ISO400.nzp je určen pro
redukci šumu ve fotografiích pořízených aparátem SONY Cyber-shot DSC-F828
při ISO 400, Canon10D_ISO800_60TH.nzp je určen pro snímky z Canonu EOS 10D
při ISO 800 a expozici 1/60 s a MinoltaA1_ISO200_2SEC.nzp odpovídá
fotografiím z Minolty DiMAGE A2 při ISO 200 a expozici 2 s.
Uživatelské prostředí programu je řešeno velmi přehledně, což
usnadňuje ovládání. Nahoře naleznete obvyklé menu a nástrojovou lištu
s několika tlačítky, levá část okna obsahuje tři záložky
s nejdůležitějšími ovládacími prvky a největší plocha je
pochopitelně vyhrazena náhledu na zpracovávaný obrázek. Práce s programem
není nijak složitá. Navíc jsou všechny postupy a nastavení dobře popsány
v nápovědě. Celý proces odstranění šumu lze rozdělit do 5 kroků.
Prvním z nich je pochopitelně načtení obrázku.
V současnosti NN podporuje pouze formáty JPEG (soubory .jpg, *.jpe a
*.jpeg) a TIFF (.tif a *.tiff, barevná hloubka 24 nebo 48 bitů,
nekomprimované nebo s kompresí ZIP). Nabídka se někomu může zdát
příliš omezená, ale uvědomte si, že digitální fotoaparáty ukládají
snímky téměř výhradně do těchto dvou formátů. Určitou výjimku tvoří
přístroje pracujících s formátem RAW. V tomto případě se ale jedná
o proprietární formát, který je nutné před dalším zpracováním
v počítači převést pomocí nástroje dodávaného výrobcem fotoaparátu
na nějaký „rozumnější“ formát. Tím je většinou právě TIFF.
Dalším krokem je výběr nebo vytvoření šumového
profilu. Všechny potřebné ovládací prvky naleznete na záložce
Profile v levé části okna. Pokud v knihovně šumových profilů
existuje položka odpovídající použitému fotoaparátu a hodnotě
citlivosti, případně době expozice, stačí vybrat příslušný NZP soubor
a pokračovat dalším krokem. Jste pohodlní a nebaví vás stále dokola
vybírat šumový profil? Zkuste tedy zaškrtnout položku Auto load.
NN se nyní při otevření každého souboru automaticky pokusí nalézt
odpovídající šumový profil na základě porovnání EXIF Exchangeable
Image Format) informací a názvů NZP souborů.
Jestliže máte smůlu a knihovna šumových profilů neobsahuje soubory
určené pro váš model fotoaparátu, musíte se pustit do vytvoření nového
šumového profilu. K tomu můžete použít buď fotografii kalibrační
tabulky (lepší řešení) nebo libovolný snímek pořízený příslušným
modelem fotoaparátu. Každý šumový profil je charakterizován frekvenční a
barevnou složkou. První z nich (Noise profile by frequency)
vytvoříte jednoduše pomocí kapátka – stačí na obrázku vybrat oblast,
která obsahuje pouze šum a žádné detaily. Tato oblast by také neměla být
příliš světlá ani příliš tmavá (v případě použití kalibrační
tabulky se vybírá některý ze šedivých čtverců). Rozložení šumu na
jednotlivých frekvencích a kanálech barevného prostoru YCbCr se přehledně
zobrazí ve sloupcovém grafu. Ten lze také editovat ručně (ikona ruky), ale
smysl to má pouze ve výjimečných případech (např. když nemůžete na
obrázku nalézt oblast bez detailů). U druhé složky (Noise profile by
color) NN analyzuje změny šumu v závislosti na barvě a úrovni jasu.
Tentokrát je třeba kapátkem v obrázku označit několik malých ploch bez
důležitých detailů, ale různě světlých a barevných. Výsledek je opět
zobrazován ve formě grafu. Pokud pracujete s kalibrační tabulkou, usnadní
vám práci funkce Auto Scan (ikona monitoru), která automaticky
prozkoumá celý obrázek a označí odpovídající plošky. Tuto funkci ale
není vhodné používat u běžných fotografií, protože by program mohl
mylně za šum považovat některé detaily snímku. Na závěr je vhodné
právě vytvořený profil uložit do knihovny šumových profilů pro
pozdější využití.
Třetím krokem je nastavení účinnosti filtru a
následné odšumnění. Tyto úpravy (záložka
Filter se provádějí kvůli různému obsahu jednotlivých
fotografií. Ovládací prvky jsou opět rozděleny do dvou skupin –
zvlášť pro jasovou a barevnou složku. Pro kanál jasu lze nastavit
potlačení (Suppression) určující intenzitu odstranění šumu,
citlivost rozlišování mezi šumem a detaily (Sensitivity), míru
potlačení izolovaných pixelů Outliers), kontrast
(Contrast) a ostrost (Sharpness, na obrázek se aplikuje filtr
maskování neostrosti – unsharp mask). Pro barevné kanály
můžete změnit úroveň potlačení, citlivosti a saturace
(Saturation). Výsledek provedených úprav ihned vidíte na vybrané
části obrázku ohraničené zelenou čárou. Pro lepší kontrolu lze obrázek
zvětšovat a zmenšovat v rozsahu od 3,1 % do 3 200 %. Ve většině
případů by mělo vyhovovat výchozí nastavení filtru. Pokud potřebujete
provést určité korekce, tak se doporučuje začít nejprve úpravou úrovně
potlačení a pak citlivosti. Pracně nastavenou kombinaci parametrů umožňuje
NN uložit do souboru pro pozdější opětovné použití. Jestliže se vám
výsledný efekt zamlouvá, je čas spustit redukci šumu v celém obrázku
(tlačítko Remove noise s ikonou ozubeného kola). Tato operace trvá
v závislosti na výkonnosti počítače a velikosti obrázku od pár vteřin
do několika minut (viz kapitola Rychlost zpracování). V dokumentaci je jako
referenční údaj uveden čas 11 s pro 3 Mpx obrázek na počítači
s procesorem Pentium 4 2,4 GHz. Pro přepínání zobrazení odfiltrovaného a
původního obrázku je určena ikona šipky v nástrojové liště,
případně klávesová zkratka Ctrl+T. Pokud jste s výsledkem zpracování
fotografie spokojeni, můžete obrázek uložit a pokračovat dalším
snímkem.
Tím byste se ale připravili o možnost dalšího vylepšení fotografie pomocí nástroje Noise Brush, který naleznete na záložce Touch-up. Z hlediska použití se nejedná o nic složitého – prostě malujete štětcem po obrázku a tím buď odkrýváte původní vzhled snímku, nebo se opět vracíte k odfiltrované podobě. Díky tomu lze velmi snadno zrestaurovat ty části obrázku, kde odstranění šumu nežádoucím způsobem znehodnotilo detaily. Jedná se tedy o velmi užitečný nástroj, nicméně je nutné počítat s tím, že jde o ruční práci, která je pochopitelně časově poněkud náročnější. Chování štětce ovlivňuje několik parametrů – režim práce (obnovení původních nebo odfiltrovaných pixelů), na jaké YCbCr kanály má působit, síla efektu, velikost a vzhled okrajů. Posledním (pátým) krokem je samozřejmě uložení výsledné fotografie do souboru JPEG nebo TIFF. V obou případech lze během ukládání nastavit parametry daného formátu (úroveň komprese a zachování EXIF informací u JPEG, barevná hloubka a metoda komprese u TIFF).
Dávkové zpracování
Pokud hodláte provádět redukci šumu často a u většího množství fotografií, určitě si připlaťte za NN ve verzi Professional. Získáte tak možnost hromadného zpracování souborů (batch processing). Veškeré ovládací prvky potřebné pro tuto funkci jsou dostupné v jediném dialogovém okně, které se otevře po kliknutí na ikonu dvou překrývajících se ozubených kol na nástrojové liště. Dialog je vodorovně rozdělen na dvě části – v horní polovině je seznam souborů (záložka Files), včetně základních informací důležitých pro zpracování (např. model fotoaparátu nebo použitý šumový profil), a protokol chyb (Log), které se objevily během provádění dávkových operací; v dolní části se pak nastavuje umístění původních a upravených fotografií, formáty souborů, použité šumové profily a parametry filtru. Právě tady naplno oceníte výhodu automatického výběru použitého šumového profilu na základě EXIF informací zapsaných fotoaparátem. Problémem jsou snímky získané skenováním, které žádné EXIF informace neobsahují. V takovém případě ale stačí v konfiguračním dialogu do položky Default noise profile zadat cestu k vhodnému (předem připravenému) šumovému profilu. Ten pak NN použije pro všechny soubory, ke kterým nenalezne odpovídající profil. Jen je třeba si dát pozor, aby ve vstupním adresáři nebyly obrázky pocházející z různých zdrojů. Pak by se logicky na některé soubory použil nevhodný šumový profil. Ani v případě dávkového zpracování se nemusíte vzdát výše popsaného nástroje Noise Brush. Stačí v programu otevřít původní i odfiltrovaný obrázek a udělat požadované úpravy. Tuto práci samozřejmě nelze provádět hromadně.
Rychlost zpracování
Většina uživatelů při porovnávání programů obdobného zaměření
hodnotí nejen výsledky odvedené práce, ale také rychlost zpracování.
Proto jsem se i já rozhodl výkon aplikace NN otestovat. Naměřené hodnoty
naleznete v přiložené tabulce. Pro testování jsem použil 3 různě
velké obrázky ve formátu TIFF – první (v tabulce uveden jako
Obrázek 1) byl pořízen digitálním fotoaparátem Olympus Camedia
C-2 (rozlišení 1600×1200 = 2 Mpx, 5,5 MB), druhý (Obrázek 2) byl
vyfocen přístrojem SONY Cyber-shot DSC-F717 (2560×1920 = 5 Mpx, 14 MB) a
poslední (Obrázek 3) pochází z kinofilmového negativu
naskenovaného skenerem Minolta DiMAGE Scan Elite 5400 v maximálním
rozlišení (7500×4900 = cca 36 Mpx, 105 MB). Měření jsem prováděl na
dvou počítačích označených jako Sestava A („skládačka“, AMD
Athlon XP 1500+, 512 MB RAM, disk 40 GB, rozlišení monitoru 1280×1024,
Windows 2000 Professional) a Sestava B (Compaq DeskPro, Intel Pentium
III/450 MHz, 128 MB RAM, disk 4,3 GB, rozlišení monitoru 1024×768, Windows
2000 Professional). Během testování byl NN na daném stroji jedinou
běžící aplikací s uživatelským rozhraním. Před spuštěním NN se
velikost volné fyzické RAM pohybovala kolem 350 MB u sestavy A a okolo
75 MB u sestavy B. Uvedené časy jsou vždy průměrem tří měření,
přičemž v závorce je uveden rozdíl mezi nejdelším a nejkratším časem.
Zajímalo mě také, jaký vliv na rychlost zpracování má velikost využité
paměti (parametr RAM usage v nastavení programu), a proto jsem
provedl 3 série měření pro různé hodnoty tohoto parametru – 32 MB,
64 MB a 128 MB (respektive 114 MB u sestavy B).
Výsledné časy mě mile překvapily. Přestože ani výkonnější z obou
použitých sestav zdaleka nepatří mezi to nejlepší, co dnešní trh
s výpočetní technikou nabízí (však už také spolehlivě slouží
čtvrtým rokem), tak jsou naměřené hodnoty velice příznivé. Zpracování
obrázku s rozlišením 36 Mpx trvalo o něco déle než čtvrt hodiny a to
podle mě nepotřebuje žádný další komentář. Pokud jde o změnu
velikosti využívané operační paměti, tak je z naměřených časů
vidět, že v podstatě nemá význam výchozí nastavení (64 MB) měnit.
Rozdíly byly nepatrné, držely se na úrovni několika vteřin. Jedinou
výjimkou bylo zpracování naskenovaného obrázku na sestavě B, kdy zejména
při nastavení využívané paměti na 114 MB trvalo odstranění šumu mnohem
déle než v ostatních případech.
| Použitý obrázek | Nastavená hodnota využité paměti (RAM usage) | |||||
| 32 MB | 64 MB | 128MB* | ||||
| sestava A | sestava B | sestava A | sestava B | sestava A | sestava B | |
| Obrázek 1 | 0:11 (0 s) | 0:37 (1 s) | 0:10 (1 s) | 0:34 (0 s) | 0:13 (1 s) | 0:36 (1 s) |
| Obrázek 2 | 0:29 (0 s) | 1:43 (0 s) | 0:30 (1 s) | 1:42 (1 s) | 0:33 (0 s) | 1:40 (4 s) |
| Obrázek 3 | 4:17 (5 s) | 15:37 (9 s) | 4:24 (0 s) | 20:58 (78 s) | 4:48 (13 s) | 1:07:12 (245 s) |
*U sestavy B byl parametr „RAM usage“ nastaven na hodnotu 114 MB – více paměti NN neumožnil nastavit
výřezy z obrázků použitých při testování:
Obr5.jpg: Obrázek 1 – Olympus Camedia C-2
Obr6.jpg: Obrázek 2 – SONY Cyber-shot DSC-F717
Obr7.jpg: Obrázek 3 – sken Minolta DiMAGE Scan Elite 5400
měřítko zobrazení = 100%
zeleně je ohraničena oblast, na kterou byla aplikována redukce šumu></div
 |
 |
Závěr
Pokud bych měl své dojmy z programu shrnout do jedné věty, zněla by asi takto: Noise Ninja je rychlý jako vítr, ale průvan v peněžence vám neudělá. Program si mě během testování získal jednoduchým ovládáním a rychlostí zpracování. Velmi užitečnou funkcí je nástroj Noise Brush, s jehož pomocí lze zachránit důležité detaily fotografií a ještě zlepšit již tak kvalitní výstupy. Výborně je také zpracovaná nápověda. Škoda jen, že není dostupná také např. v PDF formátu pro případný tisk. Oproti uživatelům v jiných zemích máme výhodu v podobě českého distributora, který kromě prodeje zajišťuje také technickou podporu v naší mateřštině. Někomu může vadit, že NN existuje pouze jako samostatný program pro systém Windows. To by se ale mělo v dohledné době změnit – v současnosti je již k dispozici beta verze NN pro Macintosh OS X (viz odkaz zde) a uvažuje se i o plug-inu pro Adobe Photoshop. Pokud tedy hledáte vhodný nástroj na redukci šumu v digitálních fotografiích, rozhodně program Noise Ninja vyzkoušejte. Určitě vás nezklame a snad mi i dáte za pravdu, že ceny požadované za obě verze produktu odpovídají nabízeným funkcím.
| Výrobce | Model fotoaparátu |
| Canon | EOS 1D, 1Ds, 10D, D30, D60, 300D, PowerShot A70, A80, G2, G5, S400 (v Evropě prodáván jako DIGITAL IXUS 400) |
| Fuji | FinePix S2 Pro, S7000 |
| Kodak | DCS Pro 14n |
| Minolta | DiMAGE A1, Z1, F300 |
| Nikon | D1X, D100, D2H, Coolpix 5700 |
| Olympus | E-1, E-20P, C-4000 Zoom |
| Panasonic | Lumix DMC-FZ10 |
| Pentax | *ist D, Optio S4 |
| Sigma | SD9, SD10 |
| Sony | Cyber-shot DSC-F717, F828, V1, P9, S85 |
| Klady + | Zápory - |
| Snadné ovládání | Program i nápověda v angličtině |
| Kvalitní výstupy | Není zadarmo |
| Rychlost zpracování | |
| Nástroj Noise Brush | |
| Dávkové zpracování (pouze verze Professional) | |
| Výborná nápověda | |
| Podpora v češtině |