تصحیح لرزش دست در عکاسی

ایجاد خودخواسته ویژگی Blur در یک عکس‌، می‌تواند بر جنبه هنری آن بیافزاید، اما در بیشتر موارد وجود Blur در تصویر آزار‌دهنده است و یک ویژگی مزاحم به‌شمار می‌رود. Blur ناشی از حرکت دوربین و لرزش دست، اغلب در وضعیت‌هایی که نور محدود است رخ می‌دهد و یکی از مهم‌ترین دلایل خرابی یک عکس به‌شمار می‌آید. در این نوشته به‌طور مختصر روشی را از نظر می‌گذرانیم که توسط گروهی از محققان مایکروسافت به‌منظور رفع Blur حاصل از تکان خوردن دوربین حین عکاسی ارائه شده است. یکی از مشکلات رایج در عکاسی با دوربین‌های دیجیتال تکان خوردن دوربین است. این امر سبب می‌شود، تصاویر حاصل کیفیت مناسب را نداشته باشند (‌شارپ نباشند‌) و محو به نظر برسند. برای تصحیح این مشکل تا‌کنون راهکارهای فراوانی ارائه شده که هر یک مزایا و معایب خود را دارند. با این‌که راهکارهایی نظیر تثبیت‌کننده‌های ‌نوری و Sensor-Shift (‌IS‌‌‌‌) به‌منظور گرفتن تصاویر شارپ‌تر وجود دارد، اما سودمندی آن‌ها محدود است، به‌طوری‌که به‌عنوان مثال در سرعت‌های خاص یا در فاصله‌های کانونی خاص، شیوه‌های تثبیت تصاویر کارایی خود را از دست می‌دهند. بر همین اساس‌، گروهی از محققان مایکروسافت به‌جای کار روی تثبیت تصاویر به‌طور سخت‌افزاری‌، از روشی ترکیبی استفاده‌کرده‌اند و سعی دارند این مشکل عکس‌برداری دیجیتال را با استفاده از مجموعه‌ای از الگوریتم‌ها بر‌طرف کنند و تصاویری شارپ‌تر ارائه دهند. راهکار آن‌ها مبتنی بر استفاده از سخت‌افزاری شامل چند حسگراست که به دوربین الحاق می‌شود. به‌این ترتیب، با بهره‌گیری از یک الگوریتم ویژه و با توجه به حرکات دوربین تصویر مورد نظر تصحیح می‌شود. ● شیوه کار محققان از حسگرهای اندازه‌گیری حرکت (‌ژیروسکوپ و شتاب‌سنج‌) برای تشخیص و اندازه‌گیری حرکات دوربین هنگام عکاسی استفاده کردند. سیستم‌، این پارامترهای اندازه‌گیری شده را جهت شارپ کردن لبه‌ها به عکس اعمال می‌کند و اطلاعات درون فایل تصویر دیجیتال را دوباره تنظیم می‌کنند (‌شکل زیر‌). البته کار این محققان جدید نیست و مدت‌ها است که مراکز دیگری تلاش می‌کنند که این مشکل را برطرف کنند، اما تلاش‌های مایکروسافت در این زمینه امیدوار‌کننده‌تر به‌نظر می‌رسد. یکی از مزایای این روش جدید، بهره‌گیری از ترکیبی از ژیروسکوپ‌ها و شتاب‌سنج‌های ارزان‌قیمت در یک ساختار بهینه برای تخمین شتاب و سرعت دوربین هنگام عکاسی است. این روش نه تنها حرکات دوربین را اندازه‌گیری می‌کند، بلکه چند تصویر Non-Blurred را به سرعت پیش از گرفتن عکس ثبت می‌کند، سپس الگوریتمی داده‌ها را به‌منظور شارپ‌کردن تصویر نهایی و با توجه به این‌که در صورت تکان نخوردن دوربین‌، یک تصویر چه‌طور به‌نظر می‌رسد، ترکیب می‌کند. ● مزایا این روش کاملاً خودکار است و همه پیکسل‌ها را در نظر می‌گیرد‌. بنابر ادعای محققانی که روی این پروژه کار کرده‌اند، این نخستین راهکاری است که در آن از حسگرهای Inertial با ۶ درجه آزادی استفاده شده است. این روش روی هر پیکسل به‌طور مجزا عمل می‌کند که این مزیت مهمی به‌شمار می‌آید و آن‌را از روش‌های پیشین مورد استفاده در شارپ‌کردن تصاویر متمایز می‌سازد. در بسیاری از روش‌های پیشین همه بخش‌های Blur به‌طور یکسان مورد توجه قرار می‌گیرد و حتی اگر عکاس نواحی به‌خصوصی از یک تصویر را خارج از فوکوس قرار داده و مایل باشد این بخش‌ها همچنان در حالت Blur باقی بمانند‌، این بخش‌ها نیز به‌عنوان بخش‌هایی که احتیاج به تصحیح دارند، محسوب شده و توسط الگوریتم تغییر داده می‌شوند. به‌عبارت دیگر‌، روش‌های مبتنی بر تصویر همیشه نمی‌توانند Blur ناشی از تکان‌های پیش بینی نشده دوربین را از Blur ناشی از عدم فوکوس عمدی تشخیص دهند. به‌عنوان مثال، ممکن است عکاس به‌طور خودآگاه بخشی از تصویر را جهت تغییر در عمق میدان خارج از فوکوس قرار داده باشد. با توجه به این که بسیاری از روش‌ها روی همه انواع Blur به‌طور یکسانی عمل می‌کنند Blur ناشی از عدم فوکوس عمدی نیز ممکن است در این فرآیند حذف شود و یک تصویر بیش‌از حد‌شارپ‌شده را نتیجه دهد. در حالی که روش جدید این نقیصه را حل کرده است. راهکار مورد استفاده اساساً راهکار ساده‌ای‌است‌: الحاق یک سخت‌افزار روی یک دوربین برای اندازه‌گیری حرکات تولید‌شده به صورت ترکیبی از شتاب‌سنج سه محوری‌، ژیروسکوپ و بلوتوث که همه به یک برد کنترلر Arduino متصل هستند. با فعال‌شدن تریگر‌، ژیروسکوپ‌ها و شتاب سنج‌ها هنگام نوردهی با فرکانس دویست هرتز به نمونه برداری می‌پردازند. ● نتیجه این مجموعه الحاقی به نسبت بزرگ به زیر یک دوربین دیجیتال SLR ( کانن ۱Ds Mark III ) متصل شده است. محققان بیان می‌کنند، یک ابزار الحاقی کوچک‌تر از این نمونه نخستین موجود می‌تواند در آینده به‌عنوان یک وسیله جانبی دوربین‌های عکاسی مورد استفاده قرار گیرد. با این‌که این روش نسبت به روش‌های مشابه پیشرفت خوبی محسوب می‌شود، پایین بودن کیفیت تصویر حاصله نسبت به نسخه‌ای که از ابتدا بدون Blur است، از جمله معایب آن به‌شمار می‌آید. در صورتی‌که مشکلات چنین سیستمی برطرف شود به احتمال مایکروسافت قادر خواهد بود برای تقویت امکانات تلفن‌همراه خود این روش را نیز به گوشی جدید اضافه کند. لازم به ذکر است که رقبای این شرکت برای گوشی‌های دوربین‌دار خود راهکارهایی را ارائه داده‌اند که حذف Blur ناشی از تکان دست از جمله آن‌ها است. برای آشنایی بیشتر با این روش به منابع زیر مراجعه کنید‌.