Pikseleiden tekoa

[jaava]

Kysymys A:
Onko olemassa ohjelmaa, joka osaa yhdistää Bayer-matriisisen kennon raw-datan neljä samaan neliöön kuuluvaa senseliä yhdeksi pikseliksi. Tällöinhän kaikki pikseliarvot on mitattuja, eikä tarvitse turvautua normaalin raw-konversion arvauksiin.

En siis takoita 2x2 binnausta, enkä tavallista raw-konversiota Bayer matriisista, vaan perus yksinkertaista yhdistämistä, jolla saadaan pikseliin kennolta 1 mitattu R senseli, 1 mitattu B senseli ja 2 mitattua G senseliä (joista on otettava esimerkiksi keskiarvo).
Tämähän laskee kuvan resoluutiota, jolloin esim 50 megan resoluution sensorin kuvasta tulee 50/4 = 12,5 MPix. Mikä on minusta vallan mainio koko mummon säilyttää kannettavallaan, sekä säätää ja tehdä siitä paperikuvia normaaliin kotialbumiin.

Jatkokysymys B:
Muunnetaan sama Bayer matriisi-kennon raw-kuva:

1. Yo. menetelmällä 12,5MPix kuvaksi. Siis yhteen pikseliin R ja B suoraan senseliarvoista ja G (G1+G2)/2 keskiarvosta
2. Tehdään raw-muunnos ja pienennetään kuvankäsittelyssä 12,5 MPix kuvaksi

Kumpi kuvista on silmää hivelevämpi, jos tehdään samat kuvankäsittelyn säädöt lopuksi?

[janne.]

dcraw -h tekee neljänneskokoisen värikuvan, mustavalkoiseksi sen muuttaminen on triviaalia

toinen vaihtoehto on kipata dcraw'lla raa'at harmaasävylukuarvot tiedostoon ja pienentää kuvan mitat puoleen jotenkin muuten

lopputulema kummallakaan tavalla ei periaatteessa eroa binnaamisesta

[jaava]

Kiitos janne.

Mä tulin tehneeksi (tarkistin koneelta ohjelmointiprojekteistani) 2008 kokeita DCRAW:lla ja seuraavaksi 2018 LibRaw:lla. Nehän on varsinaisesti kirjastoja, joita ohjelmoijat voi käyttää muuntaessaan kameroiden kuvatiedostoja helpommin käsiteltävään muotoon.

En edes tiennyt, että DCRAW:sta on olemassa *.exe versio, jolla pääsee suoraan kokeilemaan sen ominaisuuksia. Ehkäpä tosta LibRaw:sta löytyy myös.

Tässä yksi koekuva, jonka mun koeohjelma muunsi mustavalkoiseksi:

Kuva 1: Irfanview:ssä luettu suoraan Canonin RC2 tiedostosta ja pienennetty 20% alkuperäisestä.


Kuva 2: Mun koeohjelman muuntama kuva 16-bittiseksi tiff:ksi, jonka luin Irfanview:lla ja pienensin 20% kokoon.
Tuo muunto mustavalkoiseksi ei ollut aivan triviaalia - ensimmäisillä yrityksillä tuli laimisko ja kukertava, kun kuva oli lineaarisessa muodossa ja värikanavat skaalaamatta (Bayer suodatin syö eri värejä eri suhteissa).

Ehkä mä innostun tekemään oman ohjelman, joka ei tee normaalia raw-kuvankäsittelyn muunnosta, vaan lukee kuvan lineaariseksi kopioksi muistiin, josta kokoaa pikselit värikuvaksi tiff-tiedostoon. Tämä on triviaali operaatio, jos jättää kaiken säädön kuvankäsittelyyn. Myös tiff-tiedoston formaatti on hyvin yksinkertainen, kunhan ei lähde hienostelemaan.

[janne.]

ei 4x4 bayermatriisia voi skaalata kuin 25%-kokoon ilman pelkoa moiresta ja muusta. se saattaisi olla selitys kukerrukselle.

[jaava]

ei 4x4 bayermatriisia voi skaalata kuin 25%-kokoon ilman pelkoa moiresta ja muusta. se saattaisi olla selitys kukerrukselle.

Mun mustavalkoseksi muunto tapahtui 1:1, siis jokainen senseli tuotti yhden mustavalkoisen pikselin.

Tää mun ajatus värikuvan tekemiseksi taas kokoaa neljästä senselistä yhden kolmen kanavan väripikselin. Siis kuvakoko pienenee neljännekseen.

[jaava]

Innostuin tästä sen verran, että olihan se tehtävä ohjelmanpätkä, joka kasaa raw-tiedostosta pikseleiksi aina 2 vierekkäistä samalta riviltä ja sen alta 2 - siis yhteensä 4 senseli-avoa yhteen pikseliin. Kaksi senseliä on vihreitä ja kaksi muuta punainen ja sininen. Kun ottaa vihreistä keskiarvon, niin saa supistettua pikselin värikanavamääräksi 3 (RGB), jonka voi tallettaa tiff-tiedostoon.
Jätin kanavien syvyyden 16-bittiin, joka edellyttää senseliarvojen skaalaamista, niin että kirkkaimmat on jo lähellä arvoa 65536, jotta katseluohjelmissa kuva ei näkyisi kovin tummana (jos tiff mainostaa olevansa 16-bittinen, niin Irfanview, eikä LR, skaalaa noita värikanavia).

Tällainen on alkuperäinen LR:ssä käsiteltynä jpg-versiona:


Ja tämä on pienennetty mun ohjelman tekemästä tif:stä ja muunnettu jpg-tiedostoksi:


En viitsi edes yrittää linkittää tänne suoraan tota 16-bittistä tif:iä, mutta linkki on tässä:
https://jaava.kuvat.fi/kuvat/Digikamera ... f?img=full

Vähän tulee vihertävää - onko niin, että Canon (en muista millä tyypillä näitä olen kuvannut) vihertää luonnostaan. Kuvissahan ei ole muutettu valkotasapainoa, vain skaalattu 16-bittisiksi (kameroiden kennot tuottaa esim. 500-3000 välillä olevia arvoja).
Ei muuten ole edes gamma-korjausta tehty (näkyyhän se kuvassa)!

Jälki on hyvää. Mitä pikselipiippasin, niin silmääraisesti näkee kuvan olevan terävämpi, kuin kuvankäsittelyohjelmien raw-muuntimen läpi mankeloidut.

PS. Sakaalausmenetelmä: Etsitään kaikista neljästä värikanavasta yhteinen minimiarvo ja maksiarvo. Minimi vähennetään kaikista senselilukemista ja myös maksimia pienennetään minimin verran.
Seuraavaksi lasketaan tarvittava vahvistus, niin että maksimiarvo yltää sillä kerrottuna lähelle 16-bitin ylärajaa (65535) ja kerrotaan saadulla vahvistuksella kaikki senselirvot. Nyt senselien arvot on välill 0 - 65535. Ja katseluohjelmat kiittää.

PS2. Vasemmassa reunassa, sekä yläreunassa näkyy musta raita: Luen koko kennon alueen senseliarvot ja Canoneissa on noissa reunoissa maskuttuja pikeslikaivoja, joista voi laskea muun muassa mustan pään pään korkeutta.

[jaava]

Tein lisäosan, joka laskee kuvalle gammakorjauksen ja alkaahan tuo jo näkymään mukavammin ihmissilmälle:


Tuohon vois tehdä vielä alustavan valkotasapainon säädönkin, mutta siinä aletaan olla jo kaukana mun alkuperäisestä ajatuksesta koota vain kuva lineaarisesta kenno-datasta pikseleiksi ... ei mitään skaalauksia ja gamma-korjauksia, eikä varsinkaan valkotasapainoon kajoamista.

[jaava]

No eihän tästä päässyt nukkumaan ennen kuin selvitin ton automaattisen valkotasapainon säädön.
Löysin atk:lta yksinkertaisen (Retinex theory / Perfect reflector method) menetelmän, joka näköjään on yksinkertaisuudessaan kuitenkin aika vaikuttava:

Tiputin kuvan skaalausta puoleen 16-bitistä (ettei skaalaus aiheuta ylivuotoa senseliarvoissa), joka hieman näkyy kirkkaudessa.
Jos tuohon innostuisi lisäämään vielä kompressoinnin, niin kokohan menis alle alkuperäisen CR2 tiedoston.

Tällä menetelmällä mummo saa jo jotakuinkin loppuvalmiita kuvia! Ja LightRoom:lla ton 16-bittisen tif:n lopullinen säätö on jo lastenleikkiä.

[jaava]

Ja oli ihan pakko kokeilla vielä käsisäätää LightRoom:ssa tuo 16-bittinen tiffi.
Siis perussäädöt:

• Valkotaspaino pipetillä Datacolorin harmaasta ruudusta, joka ei juurikaan vaikuttanut.
• Ja lopuksi annoin säätää automaattisesti valotuksen, kontrastin, valkoisen ja mustan pään käyrän.

Tältä näyttää:

Kuva on muuten LR:n tallentama 3*16bittinen tif, jonka lähetin sellaisenaan kuvat.fi:hin. Yllättävää että he hyväksyy nämäkin. Foorumillehan se näyttäisi tulevan kuitenkin pienennettynä (640px) .jpg muodossa.

Aika hyvä, vaikka tähän kuvaan ei ole tehtykään klassista raw-konversiota!

PS. Alkuperäiselle Canon:n kameralla otetulle .CR2 raw-kuvalle on ensin tehty mun ohjelmassa:

1. LibRaw-kirjastomodulia käyttäen mun ohjelma avas CR2 tiedoston Bayer-matriisimuotoon muistipuskuriin. LibRaw osaisi muutakin, mutta halusin käyttää sitä vain avaamaan raw-tiedoston kompression.
2. Ohjelma tulkitsi LibRaw:n muistipuskurista erikseen omille tasoilleen kaikki värikanavat (R, G1, G2, B). Mitään laskuja senseliarvoille ei tehty, vain kopiointi uuteen järjestykseen.
3. Skaalaus: Ohjelma haki kaikkien tasojen suurimman ja pienimmän senseliarvon, joita käyttäen senselien kirkkaudet skaalattiin välille 0-32768.
4. AWB: Automaattinen valkotasapaino vaati hakemaan kullekin värikanavalle maksimi-arvon, joilla pääsi laskemaan korjaukset R ja B kanaville. G-kanavat säilyi muuttumattomana.
5. Gamma korjaus: Ohjelma laski 16-bitin taulokon gammakorjaustermeistä, joilla korjattiin jokainen senseliarvo (kaikki värikanavat).
6. Kuvan tallennus 3*16 bittiseksi tif-tiedostoksi. G-kanavan sain kullekin pikselille laskulla (G1+G2)/2.

Loppusilaus Lightroom:ssa ja tallennus 3*16 bittiseksi tif-tiedostoksi.

Jos kohtien 3-5 muokkaukset jättää pois, niin tiedosto on (pois luettuna G1+G2 yhdistäminen) palautettavissa alkuperäiseen raw-muotoon sensorin datan osalta.

[jaava]

Jostain syystä mietin värien oikeellisuutta ja etsiessäni artikkeleita aiheesta, satuin kirjoitukseen, joka havainnollistaa ihmisen silmän huijattavuutta.
https://www.planet.com/pulse/color-correction/
Tässä on sivulla oleva esimerkkikuva:

Kuvateksti sivulta: The squares marked A and B are the same shade of gray. Seriously.
©1995, Edward H. Adelson. This image may be reproduced and distributed freely.

En uskonut tekstin väittämää, joten jouduin lataamaan kuvan Lightroom:iin ja katsomaan pipetillä värikanavien kirkkaudet ruuduille A ja B:
A ruutu: R=47,1 G=47,1 B=47,1
B ruutu: R=47,1 G=47,1 B=47,1

Perhana että on päätöntä - mihin tässä voi enää luottaa!

Ja minullako oli vain pienen pieni ajatus siitä, josko kameran ja objektiivin yhdistelmään olisi liitettävissä niistä johtuva ja silmin havaittava värikorjaus.

[Kryptos]

No jopas on jaavalla ollut mielenkiintoinen projekti! Hienoa, kun avasit projektin vaiheita hieman laajemmin.

Tuo Adelsonin varjoilluusio on kuuluisa ja antaa paljon pohdittavaa todellisuuden luonteesta ja siitä, minkälaisen konstruktion aivomme rakentavat siitä, mitä aisteillamme voimme havainnoida.

Tässä TED-esityksessä Anil Seth käyttää erimerkkinä mm. Adelsonin varjoilluusiota ja kertoo, miksi aivomme mieltää nuo sävyt erilaisiksi, vaikka ne ovat samoja.

https://youtu.be/lyu7v7nWzfo" onclick="window.open(this.href);return false;

Kannattaa tutustua myös neurotieteilijä Karl Fristonin tutkimuksiin siitä, miten aivot rakentavat todellisuutta ns. Bayesilaisen aktiivisen inferenssin (active inference, variational free energy) avulla. Mainio poikkileikkaus tähän on Sean Carrollin Mindscape Podcast jakso, jossa Friston on vieraana:
https://www.preposterousuniverse.com/po ... ee-energy/" onclick="window.open(this.href);return false;

[Maffer]

Tästä tulee kyllä mieleen Pentaksin Pixel-Shift. Lopputulos on niin hyvä, että tämä 50MP Fuji jää isosti kakkoseksi. Täytyypä edistää yhden K-1:n konversiota mustavalkoiseksi.

[jaava]

Non nii, mulla lähtee taas mopo käsistä.
Pistin Saksaan kyselyn tällaisesta:


Tuo on tarkoitettu kameroille: IT8 target Order# C1

DIN A4 sized (non-standard) reflective camera target on non-glossy Kodak Prof. paper and (new:) alu-dibond backing. IT 8.7 layout. (incl. CD)

Valmistaja on Wolf Faust coloraid.de (myyneekö suoraan yksityisille).
http://www.targets.coloraid.de/

Ei ole ainakaan sivun mukaan hinnalla pilattu: 30€ per kappale ja Suomeen 5€ toimituskuluja.

PS. Missä te säilytätte näitä, kun niiden pitäisi olla suojassa auringonvalolta?
Suuri osa muovikoteloista päästää IR kaistan läpi kuin tyhjää. Onko peltisiä säilytysrasioita kaupan?

[jaava]

Wolf Faust vastasi hyvin ystävällisesti sähköpostiini ja vahvisti sopivuuden, hinnan, maksutavan ja lähettävänsä myös Suomeen.
Pistin PayPal:lla hänen tililleen 35€ ja odottelen tilausvahvistusta parin työpäivän sisällä, sekä tavaran saapuvan viikon parin aikajänteellä.

Sitten tulee seuraavat kysymykset:

1. Mistä saan valot, joilla kuvata testikorttia CIE D50 valossa (ICC-profiilin vaatimus tai vaatii profiiliin muunnostavan kuvausvaloista D50:iin).
2. Millä ohjelmalla teen ICC-profiilin, vai teenkö itse sen ohjelman (se kyllä kiinnostaa, vaikka ei nyt ihan valokuvaharrastuksen keskiöön enää kuulunekaan).
3. Millaisen ajan koneelta vaatii laskea 264 väriläikästä profiilin algoritmi, jolla muunnetaan kameran senseliarvot Lab avaruuteen. Se on kuiten 264 3D pistettä kameran väriavaruudessa, joita pitää siirtää, rotatoida ja vanuttaa eri kohdista eri tavoin jotta ne vastaisivat mahdollisimman tarkoin Lab-avaruuden pisteitä (jotka tulee kortin mukana).

PS. Tuo CIE D50 vastaa päivänvaloa, jonka taajuuskaista on tietynlainen ja värilämpötila 5000 kelviniä. Ilmeiseti esim. LED valot ei käy, vaikka värilämpötila olisikin 5000K.

[Tervo]

1. Mistä saan valot, joilla kuvata testikorttia CIE D50 valossa (ICC-profiilin vaatimus tai vaatii profiiliin muunnostavan kuvausvaloista D50:iin).

Varmaan Saksasta: https://www.just-normlicht.com/en/artic ... proGraphic

Suomessa kalliin puoleinen https://www.graafinen-verkkokauppa.fi/s ... 4812p.html

[zone6]

Tein fausteista profiilit filmiskannaukseen joskus 15v takaperin alkuun jonkun suomalaisen vääntämällä excel-hässäkällä, sen jälkeen ArgyllCMS:llä.

[jaava]

Tehokkaasti tämä tilaushomma Saksasta käy (myös viikonloppuna):

• Kysely Faustille Pe 25.9.2020 12:22
• Vastaus tuli Pe 25.9.2020 19:39
• Tein tilauksen La 26.9.2020 9:53 (Siis: Lähetin rahat PayPal:lla ja mainitsin tilattavan tuotteen)
• Tilausvahvistus Su 27.9.2020 16:55, jossa: Your target will ship within the next hours.

Alkoi tosissaan tuntumaan, että käyttämällä valmista tuotetta ICC-profiilien tekoon, pääsee liian helpolla:).
Nyt on jo alustavat UI-koodit kasassa tulevaa ICC-proffilin laskentaa varten. Jonkin verran on tullut netistä luettua juttua siitä, kuinka algoritmeja on muodostettu profiilia varten.
Tuleepahan tutuksi pohjamutia myöten.

Kun mietin profiilien kuvauksen valoja (aiemmin mainitut on pahuksen kalliita) ja kuinka kameran kalvotetut objektiivit muuttaa värejä, niin:

1. Kuinkahan lähelle pääsee salamavalojen kanssa D50 profiilia ja 5000K värilämpötilaa
2. Jos kuvais värikortit neulanreikäobjektiivin läpi - saisko ICC-profiilin, jossa tekijänä on vain kameran kenno

[Olaus]

Jos olet tarkka, tyhjennät kuvaamiseen käyttämästäsi huoneesta pois kaikki värilliset tavarat, myös oman punaisen villapaitasi, ja varmistat, että kaikki, mistä valo heijastuu kohteeseen, on neutraalin harmaata, mustaa tai valkoista.

[jaava]

Noi D50 valot vaikuttaa niin kalliilta hankinnalta, etten taida moiseen ryhtyä. Vaihtoehdoksi jää kuvata ulkona D50 normi-päivänä, paikassa jossa lähellä ei ole valon väriä muutavia kohteita. Käviskö jäällä kaukana rannasta ... tai kukkulan laella puuhorisontin yläpuolella taulun naamapuoli suoraan ylös.

Kuinkahan lähellä D50 spektriä ja värilämpötilaa mahtaisi olla sitten salamavalo.

Ensimmäiset kokeilut taidan kuitenkin tehdä ikkunan edessä päivänvalossa. Ikkunan ominaisuuksista ei ole tietoa ja ulkona on muutama iso koivu. Aluksi kuitenkin on merkittävintä, että mun ohjelma oppii lukemaan testitaulun väriläiskistä RGB-arvot.

PS. En pistäisi vastaan jos jollakulla olisi IEC D50 valot ja olisi mahdollista ottaa sarja kalibrointikuvia mun kameroilla ja mun IT6 sekä Data Color:n testitauluista.

[jaava]

Kokeiluja matkan varrelta

Yrittelin kuvata testimaalia ikkunan ääressä hieman heikoin tuloksin. Kamera oli kohtisuorassa testimaalia vasten, joka puolestaan 45-asteen kulmassa ikkunaan (24mm Sigman objektiivilla):

Oikean yläkulman heijastukset on pahasti silmiinpistäviä ja muuallakin näkyy kaikenlaista.
Olisiko myös tuossa IT8 maalin heijastavuudessa ongelma - vaikka se on nimenomaan tyyppiä, joka on tarkoitettu kameralla kuvattavaksi.

Kokeilimpa myös neulanreikäobjektiivilla, jolla valotusajat tahtovat nousta kovasti paljon (kohinat lisääntyy - alla15s valotus), eikä valotuksen harmaastrippiä saa sittenkään oikein kuosiin:

Neulanreikäobjektiivin hyviä puolia: Linjat säilyy, eikä se muuta väriä.
Oikeassa yläkulmassa näkyy heijatukset heikommin, kun objektiivi ei ole aivan terävä, mutta kun kuvausasetelma on sama kuin edellisessä, niin onhan ne siellä.
Onko liikaa vaadittu: Minusta harmaastripin valkoisen olisi oltava melkein puhki ja mustan pään taas kunnolla musta (kennolta luetut arvot), jotta kennon ominaisuudet näkyisivät kunnolla (digikameran kenno ei ole aivan lineaarinen, vaan hieman S-mutkalla ja sitäkin on tarkoitus ICC-profiilissa oikoa).

Mikähän olisi paras tapa?
Olen nähnyt kuvaustilanteesta (ammattimaisia?) kuvia, jossa standardin mukaisilla kahdella valolla 45-asteen kulmasta valaistaan testimaali ja kamera on suoraan maalin yläpuolella.
Tämähän edellyttää sitten itse kuvaustilankin olevan heijastuvan valon spektriä muuttamaton pinta (keskiharmaa).

Kuvausteltan käyttö
Kuinkahan paljon mun Kiinalainen kuvausteltta valaistuna noin 5000 kelvinin karvalakkimallin valoilla (hehkulanka, kaasuputki yms.) aiheuttaisi virhettä:

Tällä saattaisi saada heijastuksia hieman kuriin.

Ajatuksia ja ideoita kaivataan, myös ihan vaan hatusta irtoavia.