Периодически возникает необходимость использовать архивные микрофотографии, сделанные на старом оборудовании. А ещё не всегда под рукой есть дорогой микроскоп с резким объективом и камерой высокого разрешения.
Что в таком случае делать и как повысить качество гистологических микрофотографий?
Я готов предложить два наиболее простых, надёжных и наименее замороченных варианта. Каждый из них основан на искусственном интеллекте. Это Topaz Photo AI и Adobe Photoshop.
Первый вариант — Topaz Photo AI
Первый вариант, пожалуй, самый простой и требует только установки отдельной программы Topaz Photo AI. Она позиционируется как решение, способное восстановить детали на фотографиях людей и животных. Решение изначально не предназначено для гистологии. Однако, как выяснилось программа неплохо справляется и с этой задачей.
Посмотрите на чёткость ядер и контуры клеток. Прекрасный результат!
Важно не забыть во вкладке "sharpen" выключить "subjects only", чтобы эффект повышения чёткости применился ко всему изображению.
Помимо контуров клеток программа неплохо дорисовывает текстуру костного матрикса.
Из минусов следует отметить два:
- изменение любой настройки приводит к достаточно длительному ожиданию результата (около 1 мин),
- в ряде случаев дорисовываются детали, связанные с цветовым шумом матрицы камеры или цветовыми аберрациями объектива.
Это часто приводит к избыточной "рваности" и "точечности" всего изображения и его контуров на среднем увеличении.
Конечно, от этого эффекта можно избавиться, если точно подобрать настройки. Но каждый раз изменяя любую настройку приходится долго ждать и это уже не кажется простым решением.
Из плюсов:
- программа Topaz Photo AI очень проста в использовании и не требует специальных знаний и умений,
- программа развивается и с каждой новой версией результат становится лучше и лучше,
- в автоматическом режиме очень часто получается приемлемый результат.
Второй вариант — Adobe Photoshop
Куда без него! Photoshop'ом пользуется практически каждый при подготовке изображений. В том числе и в научной среде. Так что устанавливать ничего лишнего не придётся.
Из плюсов:
- Увеличить качество изображения в Photoshop'е можно прямо в процессе цветокоррекции, кадрирования, разметки или другой обработки без дополнительного ПО. Этим он удобней Topaz Photo AI.
В Photoshop'е чего только нет. Но нам нужен самый простой способ увеличения резкости, детализации и разрешения изображения.
И для этого также воспользуемся встроенным ИИ, который дорисовывает детали изображения при увеличении его размера.
Смысл затеи:
- сначала уменьшить изображение так, чтобы его пиксельная сетка сравнялась с оптическим разрешением (делать это действие нужно только в том случае, если изображение изначально мутное)
главное меню сверху —> изображение —> размер холста —> в поле "Ширина" или "Высота" с помощью знака "/" понизить разрешение в заданное количество раз, кратное 2 (обычно в 2 или 4 раза).
- потом увеличить изображение в несколько раз с помощью алгоритмов ИИ для увеличения детализации.
То же самое, только наоборот: главное меню сверху —> изображение —> размер холста —> в поле "Ширина" или "Высота" с помощью знака "*" увеличить разрешение в заданное количество раз, кратное 2 (обычно в 2 или 4 раза).
В списке выберете "Сохранение деталей 2.0" или "Сохранить детали (с увеличением)" — выберете из списка более подходящий вариант для вашего изображения. В окне превью слева после нажатия левой кнопкой мыши можно сравнить фрагмент изображения до и после.
Что интересно, если увеличить изображение сразу в 4 раза, то эффект от увеличения детализации будет менее выраженным, чем при поэтапном увеличении сначала в 2 раза, а потом ещё в 2 раза.
Сравнение результатов
И вот результат! И Photoshop и Topaz Photo AI увеличили детализацию. Но в этом примере явным лидером стал Topaz Photo AI.
В следующем примере Topaz Photo AI также победил, несмотря на появление большого количества артефактов от исходных цветовых шумов и аберраций. Но посмотрите на трещину в костной ткани (на препарате слева). Там Topaz Photo AI наилучшим образом восстановил её контуры и убрал шумы. Да и в целом изображение получилось не таким "мыльным".
Заключение
Результат получился для меня неожиданным, поскольку я всегда ленился и делал апскейл прямо в Photoshop'е. Теперь буду чаще использовать Topaz Photo AI — разница значительная. Topaz Photo AI доступен в качестве плагина для Photoshop'а, что нивелирует неудобство работы с ним. Хотя для небольшого апскейла и Photoshop точно лучше, чем ничего.
Но помните!
Ни один из способов не подходит для научной статьи. Любая дорисовка изображения изменяет реальное представление об объекте, а значит запрещена правилами журналов и сообщества.
Апскейл с помощью ИИ обычно легко выявляется криминалистическими программами, т.к. изменяет исходный цветовой шум матрицы фотокамеры.
Но для лекции или презентации, когда нужно больше чёткости и выше увеличение, — очень даже хороший способ.
UPD
Ещё поэксперементировал с фотографиями от микробиологов - Topaz Photo AI неплохо сработал и тут. Вот, например, что удалось сделать с "загубленной" аспирантом микрофотографией микроорганизмов. Не идеал: много артефактов. Но если сравнить с исходным изображением — результат всё равно поражает.
UPD 2
А вот результат шумоподавления на снимке СЭМ: клетка распластывается на поверхности объёмного матрикса. Снимки СЭМ часто грешат шумами, которые исправить без потери разрешения бывает не так уж легко.
***
Материал подготовлен для студентов, аспирантов и молодых преподавателей медико-биологических специальностей.
Буду рад дополнениям или замечаниям от профессионалов, работающих с графикой.
***
Не стесняйтесь комментировать и задавать вопросы. Ставьте лайк и подписывайтесь!
Ещё больше статей на канале!
Жду предложений по новым статьям!
© Васильев А.В.
Копирование и распространение без согласия автора не допускается.
