Можно ли из видео сделать одну фотографию?

Идея исходит из того, что в астрономии ( аматорской ) принято снимать видео с телескопа веб-камерой и преобразовывать их в единую менее шумную картинку.

Принцип заключается в передискретизации , также используемой в электронике для аналого-цифрового преобразования (какая-то цифровая фотография) для получения более высокого битового разрешения из менее точного оборудования с использованием усреднения по большему количеству выборок.

То, что я хотел бы сделать, это ночное фото с компактной камерой, поэтому без ручного управления выдержкой, снимая длинное видео и обрабатывая его, получая — надеюсь — приличное фото, по разрешению и шуму.

Это возможно? Кто-нибудь пробовал?

В качестве альтернативы можно было бы сделать несколько снимков, которые, вероятно, будут иметь слишком короткое время затвора, будут недоэкспонированы и шумны, и использовать их для получения приличного изображения. Будет ли это работать лучше?

Да , и есть несколько способов сделать это.

Самый простой способ, который работает с любой камерой (фотографией или видео), — это разделить видеофайл на последовательность кадров с помощью программного обеспечения, такого как ffmpeg. Затем передайте изображения в программу Exposure Fusion . Хотя это и не было основной целью, Exposure Fusion действительно хорошо работает для смешивания изображений, что приводит к снижению шума, увеличению динамического диапазона и большей глубине резкости (в зависимости от весов слияния).

Если вам нужны более прямые элементы управления, не составит труда загрузить все эти изображения в виде слоев в программе, поддерживающей эту концепцию, например в Photoshop. Тогда все, что вам нужно, это установить правильный режим наложения . Я предполагаю, что что-то вроде Среднего сделает это.

Как сказал @Russell, это также можно сделать из изображений с помощью многокадрового шумоподавления. Sony сильна в этом, как и Fuji в своих камерах на основе CMOS (серии F и HS). Они называют это режимом Pro Low-Light . @mattdm сказал, что Pentax тоже делает это, но по памяти я не помню, какой именно.

Я подозреваю , но не пробовал, что вы получите очень похожие результаты, используя режим мультиэкспозиции, присутствующий в большинстве ILC Pentax, Nikon, Olympus (плюс Canon 1D X и 5D Mark III). Обычно это ограничивается 2-9 изображениями. Обратите внимание, что вы должны включить автоматическое усиление на Nikon и Olympus и автоматическую настройку EV на Pentax, чтобы это смешивало, а не добавляло экспозиции.

Если вы хотите сделать свое собственное многокадровое шумоподавление, вы должны использовать правильную экспозицию, а не недоэкспонированные изображения. Это связано с тем, что уровень шума намного выше в темных областях изображения. Очевидно, что если сцена слишком темная для правильной экспозиции, вам придется работать с тем, что вы можете получить. Добавление нескольких изображений для создания более яркого называется наложением изображений и используется для астрофотографии. Учитывая контекст вашего вопроса, это может быть то, что вы искали.

Рассел МакМахон

Да, это возможно.

Моя Sony A77 и ряд последних цифровых зеркальных камер Sony имеют мини-версию этого.

У них есть «многокадровый режим шумоподавления» (MFNR), который последовательно делает 6 фотографий и объединяет их. Результат по уменьшению шума в ситуациях с высоким ISO/слабым освещением очень значителен.

Это действительно имеет наибольшую ценность при высоких значениях ISO, которые позволяют использовать камеру с рук, когда в противном случае может понадобиться штатив. Я только что сделал несколько снимков с ISO 6400 в своей столовой с флуоресцентным освещением примерно в 4 метрах от меня. Одна экспозиция 6400 ISO произвела мешанину, наполненную корчащимся шумом. Книги на столе были так заглушены шумом, что я не мог прочитать названия на их корешках. В режиме MFNR изображение было шумным, но терпимым, а книжные корешки читались четко. Конечный результат был заметно хуже, чем у D700 при съемке одного кадра с ISO 6400.

При низких значениях ISO выигрыш, скорее всего, не будет стоить потери четкости, которая может произойти. Много мнений и тестовых фото в сети.

Вскоре становится очевидным, что они НЕ просто усредняют кадры. Снимок с высоким значением ISO, например, рекламного щита, освещенного фарами ночью, даст достаточно четкое изображение рекламного щита и улучшение областей с более низким освещением. В некоторых недавних тестах выяснилось, что 2-й кадр МОЖЕТ использоваться в качестве эталонного кадра для улучшения, когда сцена быстро меняется, но это может быть результатом условий тестирования. Все, что делается, требует некоторого интеллекта и работает лучше, чем я ожидал. Но не так хорошо, как D700 :-).

Итак, отвечая на ваш вопрос, метод работает в общем принципе. Если объект относительно статичен, возможно, вам лучше использовать камеру с максимально возможной частотой кадров, чтобы увеличить количество мегапикселей. Нижние камеры с возможностью видеосъемки будут иметь небольшие сенсоры и, как правило, обеспечивают впечатляющее качество изображения при слабом освещении за счет снижения скорости затвора. В некоторых камерах при очень слабом освещении частота кадров будет поддерживаться, но фактическое содержание изображения может изменяться, например, с частотой 3 Гц, чтобы получить достаточно света для каждого изображения. В таких случаях лучше использовать основной датчик с наименьшим разрешением. Или купите Sony A33 :-).

Мигель

Много лет назад я работал в анимационной студии и разработал для них программное обеспечение для покадровой съемки, которое использовало эту технику для радикального улучшения качества анимационных кадров. Камера представляла собой небольшую видеокамеру стандартного разрешения, используемую для обеспечения безопасности и мониторинга, подключенную к ПК, оснащенному картой видеозахвата (обратите внимание, что это было за годы до появления зеркальных фотокамер). Когда аниматор поручал программе сделать кадр, я снимал короткое несжатое видео сцены, затем разбивал его на отдельные кадры и выполнял простое усреднение всех этих кадров попиксельно, чтобы получить единую объединенную картинку. Разница в качестве была как день и ночь.

Сделать это можно с помощью обычной видеокамеры:

установите камеру на штатив, установите фиксированную экспозицию и снимайте статичную сцену.

Чтобы разбить видео на отдельные кадры, вы можете использовать ffmpeg (бесплатно) или, если у вас есть видеоредактор, он тоже может это сделать. Если есть возможность, используйте несжатый формат изображения для отдельных изображений, изображения получаются уже сжатыми из видео, поэтому нет необходимости еще больше ухудшать их качество. TIFF — хороший выбор для формата. JPEG следует избегать, если это возможно.

Чтобы объединить изображения, вы можете использовать Photoshop, GIMP, Paint Shop Pro или любое другое приложение для редактирования фотографий, которое поддерживает слои с непрозрачностью. Начните с загрузки изображений в виде слоев одного изображения. Однако установить правильную непрозрачность для усреднения сложно. Если у вас всего два слоя, то непрозрачность должна быть установлена ​​на 100% для нижнего слоя и 50% для верхнего слоя. Для трех изображений используйте 100%, 50% и 33% снизу вверх. Для четырех это будет 100%, 50%, 33% и 25%. Я уверен, что вы поняли идею сейчас. Общая формула непрозрачности N-го слоя 100/N : К сожалению, этот метод нельзя использовать для большого количества изображений из-за ограниченного разрешения ползунка непрозрачности, который имеет только 100 настроек. Также требуется много времени для настройки слоев.

Лучшим решением для среднего шага было бы написать небольшой скрипт для выполнения операции. Похоже, у кого-то уже была идея .