Техника работы с изображениями

Цифровые водяные знаки (Digimarc)

Фотографии и цифровые изображения, которые вы создаете, являются вашей собственностью, и право на их использование принадлежит вам. Если с какой-либо целью ими пожелает воспользоваться кто-нибудь еще, он прежде всего должен спросить у вас на это разрешения (а вы вправе назначить какую-то цену за использование). Между тем, у нас на дисках часто хранятся изображения, которые нам не принадлежат.

Допустим, вы нашли изображение в Web или вам кто-то его принес. Если вы хотите им воспользоваться, необходимо найти его автора. Здесь начинаются проблемы – если на изображении не красуется имя и адрес создателя, то вычислить его владельца очень трудно.

Digimarc, одна из компаний, пытающихся решить эту проблему, предлагает технологию, которая позволяет цифровым способом кодировать и внедрять в изображение контактную информацию. Adobe встроила технологию Digimarc в Photoshop в качестве фильтра. Достаточно запустить фильтр EmbedWatermark и ваш персональный код внедряется глубоко в пикселы изображения.

Теоретически, открывая такое изображение в Photoshop, пользователь может обнаружить этот код с помощью фильтра Read Watermark и по нему найти ваше имя и адрес через Web или, направив факс в Digimarc.

Казалось бы, такой расклад очень удобен для всех, кто желает сохранить контроль над своими творениями, но реальность вносит поправки, с которыми приходится считаться.

• Встраивание цифровых водяных знаков добавляет небольшой уровень "шумов" во все изображение, ухудшая его качество. К счастью, это не сильно заметно, особенно в Web.
• Чтобы иметь возможность встраивать в изображение информацию для контакта, необходимо зарегистрироваться в Digimarc (http://www.Digimarc.com). К счастью простая подписка (позволяющая видеть имя, адрес e-mail и т.д.) предоставляется бесплатно, если вы применяете это средство менее чем для 100 изображений в год). Digimarc предлагает также платные варианты, где подпись более шикарная.
• Код сохраняется только в том случае, если изображение не подвергается сильным изменениям. Изображение можно кадрировать или повернуть и знак все равно будет видимым для считывающей программы. Но существует масса способов стереть код напрочь – сильный ресэмплинг, инверсия, преобразование в режим Indexed Color, применение любого из фильтров. Даже сохранение файла как JPEG или GIF способно разрушить код, и водяные знаки становятся бесполезными.

Кодирование по методу Digimarc ориентировано на честного пользователя и призвано помочь ему связаться с автором. Оно не может служить надежным средством защиты изображений от несанкционированного использования.

Повторное растрирование

Сложность работы с печатными репродукциями связана с тем, что они уже растрированы. Мелкие точки, имитирующие оттенки серого и цветов, обманывают глаз человека, но не сканер. Если просканировать такое изображение в режиме Grayscale или Color, то PostScript-принтер растрирует его снова. Конфликт между исходным и повторным растрами приводит к совершенно ужасным результатам (см. рис. 15.26).

Проблемы повторного растрирования

Оригинальное растрированное изображение

увеличить изображение
Рис. 15.26. Изображение после повторного растрирования

Другая проблема состоит в том, что после первого растрирования теряется часть деталей (чем грубее растр, тем больше потери). Поэтому, когда вы сканируете печатную репродукцию, деталей в ней уже и так не слишком много. Задача в том, чтобы захватить (и сохранить) их как можно полнее и вместе с тем не допустить наложения растров. Чуда здесь ожидать не следует. Помните: мусор на входе – мусор на выходе.

В работе с растрированными изображениями существует два подхода – создание из них штриховой графики или серых картинок.

• Превратите изображения в черно-белую штриховую графику. Этот способ дает хороший эффект только с изображениями с низкочастотным растром, не превышающим 80 lpi (см. "Сканирование растровых репродукций", "Штриховая графика" ).
• Просканируйте изображения в режиме градаций серого или цвете, затем с помощью фильтров удалите растровую структуру, стараясь сохранить при этом детали. Основной принцип – "размыть, потом повысить резкость". Далее эта техника будет рассмотрена подробно.

Частота растра

Один из важнейших моментов, которые следует учитывать в работе с повторно растрируемыми изображениями, это частота растра печатной репродукции. От нее зависит и применяемая техника. Растры можно разделить на низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные.

Низкочастотный растр. Изображения с низкочастотным растром и трудны и просты одновременно. Просты, потому что их можно воспроизводить как штриховую графику. Но деталей в них так удручающе мало, что сканировать в градациях серого практически бесполезно. Если превращение в штриховую графику вас не устраивает, можете попробовать метод со среднечастотным растром, описанный ниже.

Среднечастотный растр. Ввод изображений со среднечастотным растром (80-120 lpi) является, пожалуй, наиболее сложным. Растровые точки слишком малы, чтобы дать эффект штриховой графики, и слишком велики и грубы, чтобы сливаться, имитируя градации серого – изображение придется размывать до неприемлемого состояния (см. "Высокочастотный растр" далее). Такой растр относится к промежуточной категории, когда он виден с расстояния в 15 см, но не различим (по крайней мере отчетливо) с 60 см.

Предлагаем пять способов обработки сканированных изображений со среднечастотным растром (существуют и другие способы, но эти мы находим наиболее эффективными). Они предполагают ввод информации в градациях серого и устранение возникающего при этом муара (см. рис. 15.27).

Повторное растрирование изображений со среднечастотным растром часто приводит к образованию муара

увеличить изображение
Растровая репродукция, просканированная с разрешением 400 ppi и напечатанная с линиатурой 75 lpi

увеличить изображение
После обработки фильтрами Despeckle, Median и Unsharp Mask (75 lpi)

Рис. 15.27. После даунсэмплинга (133 lpi)

• Применение фильтров Median, Despeckle и Dust and Scratches. Лучше всех убирают точечную структуру фильтры Median и Dust and Scratches, но это влечет за собой и нежелательные последствия. Оба фильтра анализируют значения групп пикселов и усредняет до одной общей величины на группу. Это значит, что изображение быстро становится размытым. Нередко фильтр Unsharp Mask помогает хоть как-то восстановить резкость, но иногда фильтры приходится применять в такой степени, что изображение оказывается совершенно испорченным. И все-таки, даже фильтр Dust and Scratches способен сглаживать недостатки во многих областях изображения.

  Для печатного изображения с разрешением выше 100 lpi более эффективным может оказаться фильтр Despeckle. Мы часто пробуем сначала Despeckle и, если результат нас не устраивает (или портит изображение), отменяем его и обращаемся к Median.

  Ранее в этой лекции мы говорили, что фильтр Dust and Scratches для чего-то все-таки должен годиться. Устранение муара – как раз та область, где с помощью этого фильтра нам удалось добиться каких-то успехов. Эффект близок к тому, что дает Median, но более управляем.
• Даунсэмплинг. Даунсэмплинг (пересчет с уменьшением размера изображения) с применением бикубической интерполяции (см. "Основные сведения об изображении" ) – один из лучших способов избавиться от регулярной структуры. Photoshop группирует пикселы и присваивает им усредненное значение серого. Конечно, при этом есть риск потерять детали. Главное здесь – соблюсти баланс: разрешение нужно понизить настолько, чтобы усреднить и сделать невидимой растровую структуру, но не допустить потери деталей.
• Апсэмплинг. После даунсэмплинга вы можете посчитать необходимым выполнить апсэмплинг, чтобы восстановить прежнее разрешение. Утерянные детали уже не вернуть, но иногда путем повышения резкости изображения с увеличенным разрешением можно все же создать их видимость.
• Поворот. При повороте изображения Photoshop выполняет сложные вычисления, которые приводят к некоторому смягчению и разрушению растровой структуры. Если после сканирования печатной репродукции у вас остался легкий эффект растровой решетки, попробуйте повернуть изображение на 10-20 градусов, а потом повернуть обратно, восстановив прежнее состояние. Двойной поворот может усреднить структуру и сделать ее менее заметной.

Устранив растровую структуру, примените к изображению фильтр Unsharp Mask. Это поможет создать впечатление резкости оставшихся деталей. Поскольку изображение скорее всего будет сильно размытым, повышать резкость придется гораздо сильнее, чем мы рекомендовали в "Настройка резкости" . Но будьте внимательны: не допустите восстановления растровой структуры.

Высокочастотный растр. Сканирование печатных репродукций с высокой частотой растра – выше 133 lpi – вызывает меньше проблем, так как точечная структура размывается, превращаясь в оттенки серого, и детали сохраняются. Нам часто приходится прибегать к описанным выше методам, но "вытягивание" изображения требует меньших усилий. Чтобы избавиться от растровой структуры, обычно достаточно просканировать репродукцию при полном оптическом разрешении сканера и выполнить даунсэмплинг до нужного разрешения (см. "Ввод изображений" ).