Interpolation : moiré - aliasing - artefacts

[jdc]

Sur ce forum on peut lire de nombreux items, faisant directement ou indirectement référence à la qualité de l'interpolation ("demosaicing" en anglais, "dématricage" en français..). Au delà de la sémantique, les "dématriceurs" doivent avoir de nombreuses qualités quelque fois contradictoires :

* rendre les plus fins détails possibles : le moiré ou l'aliasing sont les conséquences de la fréquence de Nyquist et de son traitement par le logiciel et dégradent les images.

* le rapport signal / bruit : plus ce rapport est élevé (sur des images tests), moins l'interpolation apportera du bruit en haut ISO et plus les images seront nettes...(à noter que ces opérations sont indépendantes de l'accentuation ou de filtres passes hauts qui interviennent après)

* minimiser les artefacts divers : labyrinthes, pixels "zippés", fausses couleurs,...

* rendre au mieux les diagonales en minimisant l'effet d'escalier

* rendre des couleurs fidèles (deltaE94...)

et de plus : ne pas utiliser trop de mémoire et/ou être rapide...

* etc.

* etc.

Je vous propose une devinette . Avec quels logiciels sont traitées ces 2 images ?

Le fichier de référence est une image "test" "The Lighthouse"...Ici on s'intéresse pour l'essentiel au "Moiré" et à certains artefacts de couleurs.

[senbei]

Pour la question posée : j'en sais rien.
Lecture (en anglais) en rapport avec la question : Green Edge Directed Demosaicing Algorithm

On voit bien que les algos les plus pointus parviennent presque à résoudre complètement les aberrations de démosaïquage 
Bref : gardez vos raw, le meilleur est pour demain. 

[jdc]

Je donne la réponse :

* crops-A : ACR = Adobe Camera Raw (utilisé par Photoshop et Lightroom)

* crops-B : algorithme JDDFD dans ma version personnelle de Dcraw_98. Algorithme expérimental de Luis Sanz
On pourra noter la quasi perfection de JDDFD et les artefacts bleus et jaunes pour ACR.

Un lien vers la page de mon site relatif au Moiré et rapport signal/bruit.

http://desmisja.perso.cegetel.net/geraud/compJDD.php

[Nikojorj]

Les raws viennent de quel boitier au fait? D70?

[chelmimage]

C'est certainement le résultat d'un gros travail. Est ce que ce logiciel est utilisable ou encore en cours de développement?

[jdc]

Le fichier d'origine provient de KODAK. (CD que je ne possède pas qui comprend d'autres images tests). Le fichier est au format DNG et les exifs ne permettent pas de voir son origine (focale 13 mm).

Pour afficher les rapports signal / bruit, je dispose d'un traitement élaboré par l'équipe de Perfectraw.

Le logiciel est en cours de développement (c'est ma version personnelle de DCRAW). Il doit d'ici quelques temps déboucher sur un produit avec interface graphique (Perfectraw) d'un très haut niveau en termes de qualité d'image. Devraient y être intégrés, les algorithmes d'interpolation habituels de Dcraw, plus ceux en cours de développement, dont probablement le meilleur AMaZE (développé par Emil Martinec) http://www.ojodigital.com/foro/perfectraw-perfectblend/265272-amaze-el-nuevo-algoritmo-de-interpolacion.html

Pour la version en ligne de commande, elle est disponible sur mon site http://desmisja.perso.cegetel.net/geraud/photo_calcul.php#dcr. Les commandes de JDDFD et RGE (qui est lui aussi un très bon algorithme d'interpolation) ne sont pas documentées et peuvent s'activer sommairement par -q 18 et - q 17 

Attention JDDFD, consomme beaucoup de mémoire et est relativement lent, surtout sur des images lourdes de type D3x.

[chewan]

C'est toujours sympa de voire que la recherche continue!

Cela dit j'ai jeté un coup d'oeil sur ton site et la comparaison entre autre chose des performance de NX2 comparé à DCR.

Franchement je trouve NX2 supérieure...

Et j'ose penser que le laplacien 5 par 5 que tu met en ligne de commande via DCR n'est pas ce que je pense(filtre passe haut par définition).
je te cite: "nterpolation : VCD , boucle (2) de renforcement, filtre median RV et BV 5x5 1 passe, Laplacien 5x5"

Car à ce moment le commentaire sur ton site je te cite:
"De mon point de vue, le meilleur résultat est obtenu avec Dcraw_98 RGE qui donne à la fois la plus fine résolution et un contraste meilleur que NX2 (tout cela bien sûr sans aucune accentuation)"

Non car à ce moment on peut aussi passer le résultat de NX2 au passe haut pour comparer...

Cela dit je taquine mais il faut être prudent dans ce genre de test.

[jdc]

Le Laplacien en cause n'est pas un passe-haut, il détecte les bords...et applique un median classique c'est une filtre EECI... (mis au point par Paul Lee dans le cadre de son développement de VCD et AHD) qui vise uniquement à supprimer les effets de moiré et aliasing..il n'a aucun rapport avec un passe-haut.

Cela dit pour RGE et JDDFD il n'y a aucun usage de ce filtre, uniquement un median classique que j'ai "élargi" à 7x7.

[Patounet9]

Oui, ça fait plaisir de voir un passionné comme Jdc suivre son produit...J 'espère que Dcraw avec un gui aura du succès...
Une petite question, en passant, supportez vous le Fovéon (raw X3F) dans Dcraw...?  Car j'y suis passé avec bonheur récemment (au Fovéon)...

[jdc]

Merci Patounet9...Moi aussi j'espère que Perfectraw sera un succès, mais la tâche est dure, ajouter une interface graphique pas trop indigente, se servir du processeur graphique pour ne pas trop ralentir le traitement et prévoir les supports Windows, Mac, Linux, n'est pas rien...surtout que tout ce développement repose sur sur des passionnés...

A priori, mais je n'ai aucun moyen de le tester, Dcraw supporte le Foveon, mais avec les algorithmes d'interpolation d'origine.

[Patounet9]

Je viens donc de faire un bref essai de Perfectraw...:

Sous Vista 64 Pro (Intel CD2 duo 8400 [at] 3,5gg, 8 gg de ram DDr2800...)...

- le soft démarre bien, sans problèmes, sans dll manquantes ni rien...parfait
- cependant, les boites de choix/dialogues sont minuscules, tronquées, peu visibles (écran 20 " 1600x1200 sur Ati 4870)...
- les Xr3F du Fovéon ne sont pas reconnus...mais, bon, comme les box sont illisibles, il se peut que certains choix m'ai échappés...?
- un Orf Olympus est Ok, mais ça, ce n'est pas nouveau...

Voilà un premier petit bilan en attendant mieux...
Amitiés...

Ps : si tu as besoin de raws de Fovéon, dis le moi...!

[chewan]

Oui, ça fait plaisir de voir un passionné comme Jdc suivre son produit...J 'espère que Dcraw avec un gui aura du succès...
Une petite question, en passant, supportez vous le Fovéon (raw X3F) dans Dcraw...?  Car j'y suis passé avec bonheur récemment (au Fovéon)...

L'avantage du Fovéon c'est qu'un logiciel de dématricage comme dcraw est inutile car le capteur n'est pas en mosaïque... 

Donc aucune interpolation ni reconstruction avec ce type de capteur.

[Patounet9]

J 'espérais simplement trouver une autre offre que la seule fournie par Sigma..."pour voir"...!
Mais il est vrai que c'est une "niche" peu importante en comparaison des "Bayer's"...
C1 ne le supporte pas plus..etc...
C'est pourtant un produit passionnant qui donne au final un résultat, qui sans être extraordinaire, est exempt de ces nombreux artéfacts et autres étrangetés digitales des Bayers...
Je reconnais sans hésiter que le travail effectué par les dérawtiseurs est de haute qualité, en général, pour ne pas dire inespéré si l'on considère qu'ils partent d'une matrice de 4x4 pour faire un pixel final...

[Nikojorj]

J 'espérais simplement trouver une autre offre que la seule fournie par Sigma..."pour voir"...!

Adobe supporte aussi le foveon, ce qui permet d'avoir l'ergonomie assez incomparable de Lightroom et le rendu particulier (meilleur, c'est une autre histoire! je dirais que les artefacts ne sont pas les mêmes ) du foveon.

[jdc]

A ce jour les développements de l'équipe de  Perfectraw (équipe constituée d'espagnols, américains et un français) ne prévoient que les capteurs de type "Bayer" ; cependant une version en ligne de commande (Dcraw) est toujours prévue.

Les développements sont de trois familles (résumé sommaire et non exhaustif) :
* la première qui concerne l'interface graphique et l'utilisation du GPU avec OpenGL (Egon Esp), en fait ce qui touche à l'ergonomie, à la facilité d'utilisation, sans remettre en cause (ou partiellement) les algorithmes de base (lecture du fichier, interpolation, bruit, gamma, conversion RGB, etc.). Je ne participe pas ou très peu à ce développement

* la seconde qui est le fond du logiciel, ce qui amène la qualité de l'image, concerne pour l'essentiel l'interpolation (matrice de Bayer), le traitement du bruit, les aberrations chromatiques, la balance des blancs, l'exposition, le traitement des HL, ...Des développements importants sont en cours notamment :
  ** "AMaZE" (Emil Martinec US) qui est en train de mettre au point un algorithme d'interpolation de très haut niveau (Non Local), intégrant le traitement du bruit et des aberrations chromatiques, ces algorithmes mis au point en Matlab, sont en cours de traduction en C++ par Paul Lee.

  ** "AFD" (Manuel LLorens Esp), premier vrai "nouveau" traitement d'interpolation  pour Dcraw, à qui est associé un traitement du bruit de luminance "intelligent" en cours de mise au point (qui pourra servir à d'autres interpolations)

  ** "VCD" (Paul Lee US), nouvelle interpolation opérationnelle pour Dcraw à laquelle P.Lee a associé (également à AHD) 3 utilitaires pour réduire les artefacts (moiré, aliasing,...) renforcement EECI des pixels interpolés, filtre median sensible aux bords à base de Laplacien, medians différentiels (qui peuvent servir à d'autres interpolations)

  ** "RGE" et "JDDFD" (Luis Sanz Esp), deux algorithmes d'interpolation de très haut niveau quasi comparables (en termes de résultats)  pour certains points à AMaZE. Luis Sanz travaille également sur un très bon utilitaire de réduction du bruit de chrominance

* la troisième, à laquelle notamment je participe, concerne les gamma, les conversion RGB et le travail avec les profils ICC, le travail en mode Lab (basses lumières, accentuation, contraste,...), etc.. Certains de ces traitements ne seront pas dans la première version de Perfectraw pour des questions de priorités, mais sont dans ma version de Dcraw.

Bien sûr d'autres développements sont en cours et tous les acteurs ne sont pas cités (F.Ariznav, G.Luijk, ...) même si eux aussi ont un rôle majeur dans les développements et les mises au point.

Le code "Foveon" de Dcraw fait en gros 800 lignes (c'est la seule partie "protégée" du code), je pense que c'est elle (bien que je n'ai aucun moyen de le vérifier) qu'on retrouve chez Adobe (coopération entre David Coffin et Adobe).