¿Por qué no es posible corregir digitalmente un enfoque fotográfico deficiente?

Las fotos que están desenfocadas contienen menos información que las fotos que están enfocadas. Puede probar esto tomando dos fotos, una enfocada y otra desenfocada, y luego usando un efecto de desenfoque en su editor de fotos favorito para hacer que la foto # 1 se parezca mucho a la foto # 2. En la teoría del procesamiento de señales, esa función de desenfoque es un filtro de paso bajo … pasa información de baja frecuencia, bloquea la información de alta frecuencia.

Entonces, dado que la foto borrosa contiene menos información que la foto nítida, en esencia, lo mejor que podría hacer una “solución” digital es adivinar qué podría haber resultado en la foto borrosa. Pero hay varias soluciones para esto … muchas imágenes diferentes podrían haber producido la misma foto borrosa. Algunos elementos de la escena original pueden no ser simplemente borrosos, sino desaparecer por completo.

Hay programas que pueden desenfocar y sacudir hasta cierto punto. Por lo general, utilizan una técnica llamada deconvolución ciega. Esta clase de algoritmos puede establecer una aproximación razonable del punto de imagen original sin conocer ese punto de imagen original, por lo tanto, es “ciego”. Para una sola imagen borrosa, puede haber múltiples soluciones que produzcan el resultado borroso, por lo que, en cierto sentido, la imagen reconstruida se está tomando algunas libertades. Sin embargo, en algunos casos, es posible determinar con precisión una escena original que conduzca al resultado borroso. También habrá detalles en la escena original que se perderán por completo en la imagen desenfocada, y también lo estarán en la imagen procesada. Si desea obtener más información sobre la deconvolución ciega, aquí hay un documento: Página en weizmann.ac.il.

El desenfoque no siempre se debe a la falta de enfoque, tampoco. Si mueve su cámara durante una toma, toda la escena se volverá borrosa, incluso si está enfocada, por supuesto. Hay aplicaciones que pueden deducir la ruta de movimiento mediante el análisis de las características de la imagen y restaurarla hasta cierto punto. Esto también es un problema menor que en el pasado, debido a las sofisticadas técnicas de estabilización de imagen. Realicé tomas manuales con mi Olympus OM-D E-M5 Mark II en 1 segundo sin sacudidas perceptibles de la cámara. Eso, por supuesto, conduce al otro tipo de desenfoque de movimiento: desenfoque del sujeto en movimiento. Las mismas técnicas utilizadas para arreglar el desenfoque y la sacudida ciertamente se pueden emplear aquí. Programas como Blurity! – Corrija las imágenes borrosas y el reclamo de Focus Magic para manejar este caso, así como el reenfoque estático.

Lytro no está relacionado con nada de esto. En una cámara normal, se captura la intensidad de la luz y el color. En una llamada cámara de campo de luz, se capturan los vectores de luz, que incluyen intensidad, color y dirección. El Lytro illum, por ejemplo, captura 40 millones de vectores de luz. Eso suena impresionante, pero una vez representado en una representación plana de esos datos, produce solo 2450 x 1634 píxeles, una imagen de 4 megapíxeles. Sí, puede representar diferentes puntos de enfoque, pero la resolución no es la que esperarías de una cámara de $ 1500.

Esta no ha sido un área más explorada simplemente porque, entre las ayudas de enfoque automático y la experiencia, la mayoría de los fotógrafos no tienen ningún tipo de problema con el enfoque en estos días. Y aquellos que lo hacen generalmente no usan Photoshop o no están dispuestos a pagar otros $ 20- $ 250 por una aplicación dedicada.

‘¡No necesitamos ningún enfoque apestoso!’

Las cámaras digitales de apuntar y disparar se hicieron populares porque producían fotos de calidad decente sin la necesidad de preocuparse demasiado por la configuración; enfoque, exposición, velocidad de obturación, et al. La mayoría de las veces no me molesto en preocuparme por enfocar una imagen porque sé que puedo ajustarla más tarde, gracias al enfoque automático.

Ingrese a Super Refocus, una aplicación de mejora de fotos para Mac que hace lo impensable. Agrega enfoque o desenfoque después de tomar la foto. Para mí, solo disparo (iPhone o DSLR) y el enfoque automático hace un buen trabajo al mantener todo enfocado. Super Refocus aplica el enfoque o desenfoque exactamente donde quieras dentro de la foto. Aquí hay un ejemplo perfecto.
pero actualmente Super Refocus está disponible solo para Mac App Store.

Aparentemente hay personas que están trabajando en esto, pero los resultados no son perfectos.
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En óptica, el foco se llama punto de imagen y es la zona donde convergen la mayoría de los rayos de luz. Cuando enfocas una imagen, haces que los rayos que emanan o se reflejen de un objeto a cierta distancia converjan en tu plano principal ( La cantidad de rayos de luz que convergen en cualquier punto dado es lo que hace que su imagen sea borrosa o nítida. Una imagen desenfocada significa que no hay suficientes rayos de luz convergidos en el centro de su plano principal.

Hay algoritmos que pueden corregir el enfoque deficiente, derivando el enfoque correcto de un cierto punto de la fotografía a partir de la información de luz en el resto de la imagen. Sin embargo, esto NUNCA superará el enfoque adecuado. Una imagen fotográfica es una representación de la luz que converge en un punto en el espacio. Una representación, no importa cuán precisa sea, nunca puede imitar lo real, ya que siempre le faltará información sobre lo que representa. Intentar extraer información adicional de una representación es, teóricamente, imposible. Uno solo puede derivar o asumir esta información.

La cámara Lytro no corrige el enfoque per se. Utiliza tecnología de campo de luz, lo que significa que detrás de la lente principal, exactamente en el plano focal, se encuentra una serie de lentes pequeñas, que capturan los rayos de luz dispersos que no convergen en el plano principal y los redirige al centro de la imagen. sensor, que está justo detrás de la matriz de microlentes, para ser analizado y procesado. La cámara Lytro captura diferentes imágenes de una sola fuente para permitir que la fotografía sea “reenfocada” usando una computadora.

Existen algoritmos para eliminar el desenfoque de movimiento del movimiento de la cámara o los movimientos del sujeto. A veces, estos funcionan muy bien si puede medir con éxito el ángulo de movimiento y el grado de desenfoque.

Esto no es lo mismo que ensamblar luz dispersa que no está enfocada. Hay algunos programas que pueden corregir el enfoque suave. En eso nos uso Nik Sharpener Pro, que utilizo principalmente para enfocar la salida para la visualización (impresión o pantalla), pero también puede enfocar suavemente y agudizarla. Otro que he probado con éxito variable es un complemento de Topaz que podría corregir el desenfoque de movimiento angular. Creo que también fue capaz de agudizar un enfoque suave.

Si está hablando de un defecto de enfoque importante, el extremo es que no se usó lente, no hay forma real de ensamblar la luz dispersa en una imagen nítida.

El sensor de una cámara normal captura la luz proyectada en un solo plano. Las proyecciones potenciales (imágenes) en otros planos (diferentes distancias de enfoque) simplemente no son grabadas por la cámara y, por lo tanto, estos datos no pueden extraerse del archivo de imagen.

Imagen (o cualquier imagen) es esencialmente datos o información. Desde el punto de vista matemático, la mayor parte del procesamiento de imágenes se realiza utilizando los datos existentes en la imagen, eventualmente la imagen pierde esos datos parcialmente (a menos que el procesamiento implique combinar imágenes). La imagen borrosa ya no tiene muchos datos y, en general, no hay ningún lugar desde el que restaurarla.

Si algo está fuera de foco, está fuera de foco. Llano y simple. No hay datos allí en la imagen.