Мини-тестирование на основе реального изображения

Посмотрим, какого результата можно достичь, если применить рассматриваемые алгоритмы к реальному фотографическому изображению. Для тестирования я выбрал фрагмент фотографии, на котором показан фрагмент крыши одного очень известного здания. На нем присутствуют и протяженные прямые линии, идущие под разными углами, и довольно мелкие архитектурные детали, и довольно большой фрагмент богатого оттенками неба.

Перед тем как приступить к тестированию я уменьшил линейные размеры фрагмента в два раза. Затем я попробовал восстановить фотографию до исходного размера с помощью упомянутых выше фильтров. Результаты тестирования можно увидеть на приведенных ниже фотографиях. (Mitchel Filter дает практически такой же результат, что и B-Spline Filter, поэтому для экономии места я решил ограничиться демонстрацией работы только одного из них.)

Правее исходного изображения (Original) помещена фотография, полученная с помощью простейшего алгоритма интерполяции (Resize). Как и ожидалось, на наклонных линиях появились характерные зазубрины-ступеньки. Однако, если вы посмотрите на экран своего компьютера с расстояния 2 м (примерно), то изображение, полученное даже таким незамысловатым способом, уже не будет казаться столь несовершенным. Иными словами, мне еще раз хочется подчеркнуть, что даже простейший алгоритм интерполяции цвета пикселов дает вполне приемлемый результат, если предполагается увеличение дистанции между изображением и зрителем.

Во втором ряду приведены изображения, полученные с помощью «бикубической интерполяции» и фильтра B-Spline. Как и ожидалось, фильтр B-Spline чрезмерно размывает резкие линии, поэтому его трудно рекомендовать для изображений с четко выраженными контурами. Бикубическая интерполяция вполне прилично справилась с поставленной задачей. Пропавшие детали она, конечно, не восстановила, но зазубрины с наклонных линий убрала удовлетворительно. К плавности тональных переходов серьезных претензий предъявить также нельзя.

В последнем ряду приведены результаты работы фильтра Ланцоша (Lanczos Filter) и программного модуля Genuine Fractals™. На мой взгляд, оба эти алгоритма хорошо справились с поставленной задачей. Однако, я полагаю, гораздо интересней получить ответ на вопрос: насколько они лучше простейшей бикубической интерполяции? На мой взгляд, каждый должен ответить на этот вопрос самостоятельно. В конце концов, только вам решать, каким инструментом пользоваться, а каким — нет.

Выводы (вернее, рекомендации)

Данный мини-тест, конечно же, не претендует на то, чтобы быть источником всеобъемлющей информации. Поэтому сформулированные ниже рекомендации следует рассматривать лишь как повод для самостоятельных размышлений, а не истину в конечной инстанции.

1. Если предполагается рассматривать изображение с увеличенного расстояния, то можно ограничится применением простейшего алгоритма Resize (без интерполяции).

2. Если увеличение дистанции просмотра не планируется, то в 2/3 случаев вполне удовлетворительный результат дает простейшая бикубическая интерполяция.

3. Если бикубическая интерполяция по каким-либо причинам вас не устраивает, попробуйте воспользоваться бесплатным, но весьма эффективным, фильтром Ланцоша (Lanczos filter).

Рисунок 7.2

4. Если ничто из упомянутого выше не приводит к удовлетворительному результату, попробуйте более сложные фильтры (как платные, так и бесплатные), например, упомянутый выше модуль Genuine Fractals™. Следует также иметь в виду, что зачастую сложные инструменты менее универсальны. Иными словами, если вам в сложной ситуации помог какой-то сложный фильтр, то это вовсе не значит, что именно этот фильтр приведет к успеху в других нестандартных случаях. Каждый необычный случай требует индивидуального подхода.

5. Все сказанное выше относилось к менее чем двукратному увеличению размера изображений (четырехкратному по площади). На мой взгляд, увеличение размера изображения в большее число раз может быть оправдано лишь при значительном увеличении дистанции просмотра.

6. Очень часто фильтры с одним и тем же названием в разных графических программах работают по-разному. Если вас (не) устроил какой-либо фильтр в одном графическом пакете, то это автоматически не означает, что вас (не) устроит фильтр с таким же названием в другой программе.