ufraw und Interpolationsmethoden

[tamoc]

Hi!

Wer von Euch kennt sich denn mehr oder weniger gut mit ufraw aus? Ich finde den Konverter eigentlich sehr übersichtlich und ansprechend und die Ergebnisse sind für mich als Neuling im RAW/DSLR-Bereich durchaus brauchbar.

Was mir allerdings noch nicht so richtig klar geworden ist, wofür die einzelnen Interpolationsmethoden gut sind. Am Anfang hatte ich mal mit Bipolar probiert, aber da bekam ich in den feinen Details leider pixelige Farbartefakte. Also probierte ich andere Methoden aus. AHD scheint gerade bei sehr feinen Details wie Haaren oder feinen Ästen das beste Resultat zu bringen, verstärkt aber auch das Rauschen (laut User Guide). VNG ist dann schon nicht mehr ganz so gut, will mir scheinen, wird aber im User Guide auf der ufraw-Homepage empfohlen - ich zitiere:

"AHD interpolation uses Adaptive Homogeneity-Directed interpolation. This is the default interpolation. It gives the best results, but might also enhance the noise in the photo. VNG interpolation uses threshold-based Variable Number of Gradients interpolation. This used to be the default interpolation and it is still very good. The VNG four color interpolation should be used if you get Bayer pattern artifacts in your photo."

Kann mir jemand von Euch erklären, wofür die beiden Intepolationsmethoden genau gut sind und in welchen Situationen ich mit welcher Methode besser komme?

Schon jetzt mal vielen Dank und an alle noch eine schöne Weihnachtszeit

 

[ubit]

Ganz einfach: Der Sensor hat ja eine Bayer-Matrix, das heißt er hat rote, blaue und grüne (doppelt so viele wie rote/blaue) Pixel. Diese Pixel liegen in einem Raster. Etwa so:

OOOG
OOOO
OOOG
OOOO

Insgesamt gibt es z.B. 6 Mio Pixel. Davon sind dann 1,5 Mio rot, 1,5 Mio blau und 3 Mio grün. Das Ergebnisbild soll aber 6 Mio Pixel haben und bei jedem Pixel alle 3 Grundfarben.
Um das zu erreichen, muss der RAW-Konverter bei den grünen Pixeln der Bayer-Matrix "raten", welchen Blau- und Rotwert das Pixel wohl hat. Bei den roten Pixeln muss er die Grün- und Blauwerte raten und bei den blauen Pixeln die Rot- und Grünwerte.

Es handelt sich dabei wirklich um eine Art "raten", denn die Information darüber welche Farbe das Pixel haben muss ist ja in der RAW-Datei nicht vorhanden.

Es gibt nun unterschiedliche Verfahren. Ein ganz einfaches wäre z.B.:
Man nehme jeweils ein 2x2-Pixel Feld. Darin sind 2 grüne, 1 rotes und 1 blaues Pixel. Jetzt überträgt man den Rotwert in die 3 Pixel, die kein Rot haben, den Blauwert in die 3 Pixel die kein Blau haben. Aus den beiden Grünwerten ermitteln man einen Mittelwert und trägt den bei dem blauen und roten Pixel ein. Mit diesem Primitivverfahren hätte man ein wunderbares Bild *g* Allerdings nicht wirklich mit der vollen Auflösung.

Daher sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, die versuchen KANTEN im Bild zu erkennen und diese Information für die Farbinterpolation zu nutzen. Damit wird dann mehr Schärfe aus den Bildern herausgekitzelt. Leider kann es dabei auch Interpolationsartefakte (Pixel in völlig falschen Farben) geben. Bei ufraw bzw. dcraw (was ja wohl die Basis dafür ist) kann nun der Anwender selbst ein Interpolationsverfahren wählen. Wobei klar sein sollte: Je mehr Schärfe ein Verfahren aus einem Bild herauskitzelt, desto eher fällt auch das Rauschen auf, denn Rauschen sind ja einzelne Pixel. Bei schwächeren Verfahren leidet die Schärfe - das ganze Bild wird etwas unschärfer - womit auch die rauschenden Pixel etwas "weichgezeichnet" werden.

Man muss also für sich bzw. für das entsprechende Bild selbst die Entscheidung treffen: Hohe Detailschärfe mit moderatem Rauschen - oder generell etwas mehr Unschärfe mit weniger deutlich sichtbarem Rauschen.

Wie genau die Verfahren arbeiten kann man soweit ich es im Gedächtnis habe auf den Seiten von David Coffin (dem Entwickler von dcraw) nachlesen (dort gibt es Links zu den Verfahren). Musste halt Englisch können *G*

Ciao, Udo

 

[tamoc]

Hi Udo,

das ist gut erklärt Danke Dir. Also könnte man in etwa so sagen, dass man für sehr detailreiche Bilder lieber das AHD nimmt und z.B. für Portaits, die ja eher weniger Kantenschärfe brauchen (außer bei Augen und Haaren, was man aber auch mit den TIFF's bzw. JPG's noch selektiv machen kann), nimmt man dann VNG. Welche Methoden benutzen denn die anderen RAW-Converter wie Bibble oder RSE? Sind das propritäre Verfahren?

 

[Hoogo]

Ich hab mir auch mal überlegt, ob ich Bilder nicht in VNG und AHD entwickle und von beiden die besten Stellen nehme. Aber letztlich hatte ich dann doch kein Bild, das einen derartigen Aufwand gerechtfertigt hätte.

 

[ubit]

Welches Verfahren die einzelnen Konverter anwenden dürfte in die Kategorie "großes Firmengeheimnis" fallen. Natürlich kochen die auch nur mit Wasser, werden also zumindest eines der in der Literatur beschriebenen Verfahren als Basis nehmen.

Einen direkten Vergleich AHD vs. VNG findest Du hier. Wie man dort deutlich sieht, findet AHD Kanten im Bild, die VNG nicht findet. Dafür "erkennt" AHD halt auch im Rauschen so manche scheinbare Kontrastkante, die eigentlich keine ist. Damit produziert AHD eine Art von Artefakten in den Tiefen die bei großen Flächen durchaus störend sein können.
Beim zweiten Beispiel sieht man, dass AHD bei der Kantenerkennung offenbar große Unterschiede bei der Behandlung der Farbkanäle macht. Die Kanten sehen mit AHD zwar besser aus, haben aber leichte Farbsäume die bei VNG weit weniger ausgeprägt sind. Dafür produziert VNG teilweise farblich sehr gesättigte einfarbige Pixel - die Farbartefakte bei AHD sind blasser und fallen daher oft weniger auf.

AHD, wenn es auf feine Details ankommt, VNG bei kontrastarmen Bildern ist ein einfacher, aber meist zutreffender Merksatz. Ideal ist es aber, wenn man im Einzelfall bei jedem Bild neu entscheidet. DCRaw bzw. ufraw bieten immerhin diese Möglichkeit - im Gegensatz zu den gängigen kommerziellen Konvertern. Leider bietet ufraw keine 100%-Ansicht und ist etwas langsam, wenn man in höheren Vergrößerungsstufen arbeiten möchte, so dass die Auswahl des "richtigen" Konverters in ufraw eigentlich nicht möglich ist. Um diese Auswahl zu treffen ist zwingend mindestens eine 100%-Ansicht notwendig. Da sind kommerzielle Konverter "schlauer".

Ciao, Udo

 

[sjoemann]

... . Ideal ist es aber, wenn man im Einzelfall bei jedem Bild neu entscheidet. DCRaw bzw. ufraw bieten immerhin diese Möglichkeit - im Gegensatz zu den gängigen kommerziellen Konvertern.

Die FDRTools (siehe auch https://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=143672) erheben keinerlei Anspruch mit einem RAW-Konverter konkurrieren zu können. Allerdings bieten sie analog zu ufraw die Möglichkeit einer Auswahl des Interpolationsverfahrens. Konkret kann man zwischen AHD, VNG und bilinearer Interpolation auswählen.

Für die Anwendungsbereiche, in denen RAW-Dateien mit dem Ziel eines nachfolgenden Tonemappings eingelesen werden sollen, kann hier also i.allg. auf den Einsatz eines externen RAW-Konverters verzichtet werden.

Gruß
Manfred