Астрономия и микроскопия

Миры берутся там же где и всё остальное - на алиэкспрессе.
Но у китайцев они все отвратительного качества, самые мелкие решетки замылены, хотя и изготавливаются фотолитографией (а по другому её и не сделать)

Приведённые кадры естественно не вся мира а кропы её центральной области, примерно 700-800 пикселей. (из 3000 на камере) И да, они увеличены в 5 раз в фотошопе чтобы удобнее видеть детали.
Артефакты на первом фото это артефакты дебайеризации + артефакты сжатия в джпег. На большом масштабе и контрастных областях они всегда будут видны.

Насчёт "хитровыделанной маски", как вы её называете - это ядро деконволюции, не маска, а если ещё точнее это PSF (функция рассеяния точки) для конкретного объектива.
Получить её очень просто, я уже выше описывал - необходимо снять яркий точечный объект (меньше разрешения объектива) на тёмном фоне, (соблюдая гистограмму, без пересветов) - это изображение и будет ядром по которому будет производится свёртка.

Опять же, тут существует множество тонкостей, например у большого количества объективов хроматические аберрации превалируют над геометрическими. В этом случае классический алгоритм может и не сработать, хотя конечно можно разбить по каналам изображение и PSF, обработать отдельно и потом снова собрать цвет.
В целом впечатление такое что методику целесообразно применять когда никакие другие способы не позволяют продвинуться в разрешении, всё и так на пределе, тогда можно и деконволюцию применить.

_________________
Mitutoyo/Nikon/Fujinon..
Fan of optics testing.

Так для того применять и хотим! Конечный результат деконволюции, применяется к цифровому изображению именно в виде маски светелых и темных пикселей. Упомянутое Вами ядро налагается на каждый пиксель изображения, и получается эта-самая хитровыделанная маска. Так что тут я ничего не напутал. существует прикрольная бесплатная и легковесная прога - Image Analizer. Там вы это ядро (только в данном случае не деконволюции, а скорее вашей фантазии) можете руками сотряпать в виде матрицы чисел. Практического смысла в этом, конечно конечно мало, но как работает любой шарпенинг или, наоборот, размывание на конечном шаге алгоритма, понять хорошо помогает.

Зря ресайзили вверх, и жпег зря пережимали - запароли наглядность. Я так понимаю, основная нерезкость там от хреновjго качества миры. Неужели Вы попытались деконволютнуть то, что коновлютнулось еще у дяди Ляо на этапе фотопечати? Сомневаюсь, что такое реально - слишком много разнородного шумового загрязнения. ИМХО для иллюстрации лучше было бы взять что-либо, изготовленное более качественно, например, какой-нибудь чип.

Мира конечно не очень, но не настолько же

Вот она через тот Фуджинон который использовался для экспериментов.
https://i.ibb.co/jM8m2qN/2023-10-03-2153-4-L-0000.png

А вот она же через 5х:
https://i.ibb.co/kXbbQ76/2023-10-08-1405-1-L-0000.png

Видна группа 7.4 (ширина линий 2.7 микрон, разрешение 180лин/мм)

_________________
Mitutoyo/Nikon/Fujinon..
Fan of optics testing.

Ну,на второй картинке резкость, вроде, хорошая. Видно, что последние группы линий толком не пропечатались. А на первой, если это целый кадр или большая его часть, - мыльновато. А уж почему - не могу сказать (может все что угодно, от промаха фокуса, до слишком нежного алгоритма постобработки). Но ИМХО все ж лучше тестировать на чипах, там уж в резкости узора самого объекта сомневаться не приходится.

Вообще не уверен, что Фуджинон подходит для такого масштаба. Он рассчитан на 35 мм пленку в качестве предмета съемки, ведь так? А каков был размер матрицы, на которое он проецирвал изображение в своем штатном приборе? Есть у меня два объектива от минилаба Норитцу, и для особо зверских масштабов они оба откровенно не годятся. Но там зум, может, фиксы лучше? Не имел возможности опробовать подобные.

P.S. Все ж лично мне было бы более интересно посмотреть на результаты деконволюции фотографий, полученных в проходящем свете через микроскопные объективы.

Вот тут я тестировал их на максимальный масштаб:
https://forum.shvedun.ru/viewtopic.php? ... 2&start=15

Поле у них огромное и плоское, по крайней мере больше чем фуллфрейм, а насколько больше - проверить нечем.
Фиксы всегда будут лучше зума.
Конкретно эти съёмки тестовые я делал на камере с небольшой матрицей 11х11мм, 9 Мпикс.

_________________
Mitutoyo/Nikon/Fujinon..
Fan of optics testing.

Нет, я о другом, а именно о том, на какую матрицу и масштаб был рассчитан объектив изначально. Такие качества как плоское поле, а также минимальное виньетирование и высокая разрешающая способность по всему полю при съемки в штатном масштабе - вытекает из самого предназначения. Вопрос лишь в том, насколько далеко в данном тесте Вы отклонились от штатного масштаба? При пресечении некой граничной величины этого отклонения многие очень хорошие объективы превращаются в тыкву.

Плохое обобщение, поскольку существует куча обратных примеров.

До освоения неслепой деконволюции покамест руки так и не дошли. Зато откопал китайский аналог Смартдеблюра: http://www.cse.cuhk.edu.hk/~leojia/deblurring.htm
Разработчики - сами математики с якобы непревзойдёнными алгоритмами слепой деконволюции, на сайте можно увидеть иллюстрации из их статей и скачать сами статьи. По иллюстрациям конечно выходят дива дивные, чуда чудные, но от самой программы таких чудес не ждите. Однако все ж при сильном размытии она ИМХО справляется получше Смартдеблюра. А вот при слабом наоборот.








Сверху - 100% кропы камажпега, внизу - результат деконволюции в обсуждаемой программе.

Так и не понял, какая там лицензия использования, и разработчики, похоже, тоже не решили
Но то, что бесплатно скачивается по ссылке с мигающим указателем и заявлено как триал-версия, вроде бы, вполне функционально и покамест денег не просило. Последнее обновление - 2017 г., инфы об официальной платной версии не нашлось, очевидно, проект заброшен. У меня работает на Windows 10, все вычисления производит на CPU, медленно и, при большом размере изображения, нестабильно, но тем, у кого стоит Nvidia, разработчики обещают работу на GPU. Никаких ограничений на размер действительно нет, как и обещано, не считая высокой вероятности молчаливого вылета проги уже в процессе обработки.

Интересно, спасибо.
От смартдеблюра я отказался - как сдох старый комп, я на новом не стал её ставить даже. Пока обхожусь инструментом деконоволюции в фотошопе.
В поисках вариантов наткнулся на обсуждение и статью по ссылкам ниже и подумал, что хоть фотошоп не ругал только ленивый, но результат, тем не менее, он даёт довольно качественный в руках некоторых микроскопистов, потому следует присмотреться к этому инструменту. И мне понравилось.

Ссылка на обсуждение на форуме, а по второй ссылке - собственно статья, с большим количеством примеров:

https://www.photomacrography.net/forum/ ... on#p263371

https://www.canadiannaturephotographer. ... scopy.html

Хотя статья и обсуждения и посвящены флуоресцентной микроскопии, но и в обычном свете тоже актуально.
Из свежего, что сам в фотошопе делал - вот тут применял его деконволюцию, тоже во флуоресценции:

Cucumber peel. UVIVF, HDR

Спасибо за ссылки почитал. Удивился озвученным ценам: оказывается Цейс предлагает осветитель со УФ светодиодами за 10 килобаксов, "но есть решения дешевле". Наверное, всего за 5

Но вернемся к деконволюции. Я не знаю, что там напхали в современный шоп, но лет 15 назад на презентации пообещали полноценную слепую деконволюцию, с примерами. Каково же было изумление владельцев, щедро заплативших за новую версию программы, когда в меню они обещанного не нашли! Adobe тупо развела лохов
Но может в последующие релизы таки вставили? C тех пор их много было, я не следил. У меня шопа нету
Акцкентирую внимание на слове "слепая", неслепая деконволюция много где есть: в ГИМПе, Равтерапи и др. Многие путают эти понятия, называя слепой деконволюцией операции в любых программах, которые не требуют загрузки от пользователем функции рассеяния точки (PSF). Но на самом деле они ее просто генерируют по теоретическому закону (чаще всего Гаусса, что далеко не оптимально). Настоящей слепой деконволюции задание этой функции вообще не требуется, алгоритм сам ее создает в ходе анализа изображения. Конечно, тут неизбежны ошибки, ведущие к худшему результату по сравнению с неслепой деконволюцией, которой предоставлена верная PSF. Но получить оную не так просто, а в случае смаза от движения практически невозможно. По сравнению же с неслепой деконволюцией, берущей PSF с потолка (например, гауссиану), слепая рулит, по крайней мере, в теории. Все упирается в конкретные программные реализации, которых не то чтобы много на сегодняшний день, и ни одна не демонстрирует резульnатов, сравнимых с теми, что в изобилии присутствуют на иллюстрациях в научных статьях.

Вот доктор Бердан, тоже, очевидно, запутался, говоря о слепой деконволюции в ImageJ. Ни одного плагина с такими возможностями я не нашел. Те, что есть (самый популярный - DeconvolutionLab2) проводят только неслепую деконволюцию, но синтетическую PSF там можно сгенерировать куда более навороченную и правдоподобную, чем гауссиана. Для этого требуется задать длину волны, числовую апертуру объектива, размер объекта, приходящийся на каждый пиксель изображения и даже коэффициент иммерсии (вот-тот я не понял, какой именно, поскольку между объектом и объективом часто лежит целый бутерброд сред с разными показателями преломления). Изображение сгенерированной таким хитрым путем PSF в поперечном сечении выглядит как круги на воде, и очень похоже на дифракционные ореолы, которые можно видеть вокруг объектов микрокопирования на больших увеличениях. По идее в итоге деконволюции эти ореолы также должны исчезнуть в дополнение к "наведению резкости". Увы, этот фокус у меня ни разу не удался - они только мощнее стали. Возможно, беда в том что сами алгоритмы деконволюции, и слепые, и зрячие, склонны порождать именно такого вида артефакт, называемый звоном.

От слов - к делу! Возьмем неудачное изображение:



Это одна из экспериментальных фоток диатомей в воздушной среде (между объектом и объективом бутерброд воздух-стекло-масло), объектив 90Х1,25 МИ. 100% кроп центра кадра:

Конкретно данный снимок чудом избежал участи сразу быть отправленным в корзину - судьба ему дала второй шанс в качестве подопытного

Колдунство №1 - упомянутая постом выше "типа триальная" прога. Сама себя называет BlurFix 4.0.1, о чем невозможно догадаться ни по странице скачивания, ни по имени программы в системе, ни даже по шапке окна - надо заглянуть в about. Умеет только в настоящую слепую деконволюцию с минимумом настроек. Помимо самого изображения никакой дополнительной информации задавать не нужно, да и некуда. Результат:



Детализация явно повысилась, шум - почти нет. Минус - снимок выглядит немного перешарпанным, появилась некоторая акварельность. Способов смягчить эти неприятные эффектов в программе нет. Есть только опции подавления шумов и подавления звона, обе работают неудовлетворительно, еще более аквареля картинку. К счастью на данном снимке сам алгоритм особо не породил ни того, ни другого, так что галочки были сняты.

Это была единственная слепая, все остальные примененные методы относятся н категории неслепой деконволюци с синтетической функцией рассеяния точки.

Колдунство №2 палагин G'MIC-Qt для GIMP, метод Ричардсона-Люси. В качестве функции рассеяния можно выбрать Гаусса или экспоненциальную. Разницы между ними не заметил, не помню что выбрал, один фиг теоретически это некорректно. Куда большее влияние оказывают ползунки для задания сигмы и количества итераций. Благо эффект можно наблюдать на миниатюре в реальном времени, так что подобрать оба параметра оптимально не составило большого труда.



Детализация чуть получше, акварели нет, зато есть неслабые шум и звон. В названном плагине есть еще куча иных инструментов повышения резкости, желающий может поиграться, я же исследовал только тру-деконволюцию

Колдунсто №3. Онлайн-версия дорогой никоновской проги для микроскопии, ссылка на которую была найдена в статье по ссылке Odal'а. Тут в плане заполнения полей все серьезно: надо указать числовую апертуру, увеличение (90х выбрать нельзя, пришлось остановиться на 100х), показатель преломления иммерсии (взял для масла), а также некие загадочные поля Calibration и Emission. Разобраться с первым помогла статья доктора Бердана - оказалось, имеется в виду, сколько микрон объекта приходится на пиксель изображения. У меня получилось (путем теоретических расчетов - объект-микрометр-то я давно вернул государству, а фотик и тубус с тех пор поменял) 0,05. Может, напутал что, т. к. с этим показателем результат мне не особо понравился, с 0,1 получилось значительно резче. А вот что за эмиссия имеется в виду, я не понял до сих пор. Видимо что-то из терминологии флуоресцентной микрокопии - ау спецы, кто знает? Вообще варианта выбрать обычное светлое поле на сайте нет, только всякие страшные флуоресцентно-люминесцентные штуки, о большинстве из которых я никогда не слышал. Пришлось выбрать самый плебейский вариант - широкопольный. Путем перебора эмиссию поставил на 500, т. к. иные варианты давали сильно искажение цветов. И нет, это не длина волны флуоресценции, как можно было бы подумать, исходя из этого факта, т. к. меньшие значения дают более красный цвет, а допустимый максимум вообще 2500.



Картинку пришлось сильно корректировтаь по яркости-контрасту, т. к. выдача с сайта получается очень темной. Результат похож на предыдущий, но приятнее по тонам и цветам, зато еще шумнее. Однако не факт что это из-за разницы в алгоритмах деконволюции, а не в моей постобработке.

И наконец, DeconvolutionLab2. На него я убил без малого целый день. Не столько на саму работу, сколько на поиск каких-либо инструкций, потому как без оных там хрен разберешься. Нашел только на Ютубе, но вот беда - в ДНР он заблокирован наглухо, а все мои ВПН натыкались на блокировку уже со стороны этого вражеского сайта, который предлагал, дабы "доказать, что ты не бот" создать аккаунт, а для этого предоставить дяде Сэму эмэйл, телефон [s]и интимные фотографии[/s]. Я так понимаю, с жителей настоящей России прохождения данных квестов за простой просмотр обучающих роликов не требуют - радуйтесь. А с кого требуют - вот лекарство (перепробовал много нерабочих альтернатив, пока не нашел). Но ежели Вы живете в ДНР, то даже по этой ссылке просто так не перейти, понадобится еще свой прокси на цепочку нанизать. В общем, смотреть тытрубу у нас тут могут тольrо настоящие куллхацкеры

Но даже если вам повезло просмотреть данное видео, уже в процессе вы поймете, что коли изображение полноцветное, то квест еще далеко не пройден, так как придется с каналами помаяться. Так что только к вечеру был получен долгожданный шИдевр (Модель PSF Борна - Вольфа, алгоритм деконволюции RLTV):



Резкость меньше, чем в двух предыдущих случаях, но и шума тоже меньше, думается, что если теперь просто шарпнуть, получится примерно то же самое. Зато какая глубокая погруженность в детали процесса
Надо сказать, что в программе осталось еще несколько других моделей и много параметров, которые можно подкрутить для улучшения, однако учитывая никудышную эргономику процесса, я буду заниматься этим только в случае реальной потребности, а не просто для тестов.

Может удивить отсутствия в cgbcrt протестированного ПО ранее неоднократно поминавшегося Смартдеблюра. Объяснение тому простое: моя крякнутая портабельная версия, верой и правдой много лет служившая на WindowsXP, на десятке запускаться отказалась. И найти замену я не смог. Поэтому буду весьма признателен, если кто-нибудь из читателей данного полотнища мне таковую подарит

Спасибо за информацию и примеры!
У меня казённый фотошоп Photoshop СС 2018 - шёл и под 10 виндой и у меня вот идёт на 11-й ( он есть на торрентах и не только, "пролеченный").

Вот попробовал поиграть с исходным фото в вашем посте - понятно что джипег обрабатывать "не айс", но для общего впечатления подойдёт, как прикидка.
Первый (слева) вариант - использован один из инструментов, использующий деконволюцию (русификация может быть разной, привожу как в моей версии и как в оригинале): "умная резкость" (Smart Sharpen) и на правом - уже после "умной резкости" -второй инструмент: "стабилизация изображения" (Shake Reduction).

Просто покрутил "по вкусу" минут 7 - пример кликабелен:



По-моему, потенциал этих инструментов вполне виден на примере - лично мне они нравятся.

Нет, не то. Мои примеры обработки хоть и страшненькие все с эстетической точки зрения, зато показывают реальный прирост детализации. Обратите внимание, что во всех случаях в радиальных бороздках появился еще и намек на исчерченность поперек них - это не баг, а фича. Там оно действительно есть, вон, Diatomist знает. На Вашем же примере этого нет. Если это все, что может шоп, значит Adobe продолжает разводить лохов

Что же касается форматов, то Blurfix на удивление сильно лучше показал себя с камжпегом, чем с тифом, полученным из рава с отключенными в конверторе шарпом и шумодавом. Во втором случае он вытянул только шум. Прочим вышеупомянутым программам скармливать такой сырец пока что не пробовал, конкретно для этой фотки рав не записан (20 с лишним МБ на кадр - это дохренища, учитывая количество фоток, обычно производимое мной в день). К тому же, если выбираешь рав или рав+жпег, отключается цифровой зум даже в видео - вот-такой неожиданный прикол от тети Сони

Ну, у Бердана всё в фотошопе получилось нормально)

К тому же из джипега вытягивать - так себе деятельность. Впрочем, кое-что можно, пусть и не так успешно, как из рава:


Тут инструменты применены в обратном порядке - сначала стабилизация, затем умная резкость. В общем-то, по идее, это более правильная последовательность, но это не точно)
Наверное можно и ещё, но из джипега это не лучшая трата времени.

Да, теперь намного лучше. Но свободное ПО справляется не хуже.
Бердан проводит курсы ФШ - еще бы он его не хвалил
Но на его примерах видно, что в шопе он вытянул совсем не те детали, что в спецпрогах (покровы, но не внутренности коловратки). Но, может, ему именно то и требовалось, кто знает...

Все-таки не удержался, и еще поколдовал в DeconvalutionLab2. На этот раз была выбрана более сложная модель PSF Гибсона - Ланни, где учитывается не только показатель преломления иммерсионной среды (масло), но и показатель преломления той среды, в которой находится образец (воздух), а также расстояние от передней линзы объектива до покровного стекла и высоту положения образца (не понял, относительно его). Последние два параметра я не знаю, как определить, и потому оставил по умолчанию. Получилось чуть лучше, чем в предыдущем случае, но потом я также малость пошарпал, подкорректировал уровни и пошумодавил. Вот итог:



Артефакты по по периметру кадра - это тоже результат работы алгоритма RLTV в DeconvalutionLab2, специально не стал обрезать. Интересно было бы услышать мнение Диатомиста: имеет ли такая обработка практическую пользу, т. е. облегчила ли деконволюция вкупе с постобработкой определение водоросли?

Напомню, что в начале было так: