Interpolateur et mélangeur

De Autopano.

Sommaire

1 Interpolateur
2 Mélangeur
3 Smartblend

Interpolateur

L'interpolation est une technique qui permet d'éviter les artéfacts lorsqu'on transforme géométriquement une image (Note : il n'y a pas besoin d'interpolation lorsqu'on modifie les niveaux d'une image, mais c'est nécessaire lorsqu'on fait une rotation de 10° par exemple).

Lorsqu'on regarde ce qu'implique une rotation d'image, on voit que sur pour chaque pixel de destination, plusieurs pixels de l'image source peuvent contribuer (la grille droite recouvre plusieurs pixels de l'image tournée). La façon de prendre en compte la contribution de chaque pixel source à travers la transformation que l'on opère est en fait l'interpolation.

Il existe de nombreux interpolateurs dont une étude très poussée se trouve sur la page de test de la qualité des interpolateurs fait par Helmut Dersch, le créateur des panotools : http://www.path.unimelb.edu.au/~dersch/interpolator/interpolator.html.

Dans Autopano Pro, nous avons fait le choix de ne prendre que les interpolateurs qui servent vraiment.

Au plus proche : A réserver aux essais, à cause des nombreux et très visibles artéfacts qu'il engendre. En contrepartie, c'est le plus rapide.
Bilinéaire : Constitue un choix correct rapport qualité / vitesse.
Bicubique : C'est de facto le choix par défaut à prendre si l'on ne sait pas. La différence avec le bilinéaire est presque imperceptible à l'oeil nu, mais peut se voir au niveau des lignes à fort contrastes. Son utilisation par défaut est préconisée.
Bicubique renforcé : C'est la même formule que le bicubique mais avec un renforcement en plus (le niveau de renforcement correspond aux mêmes réglages que dans photoshop lorsqu'on change la taille d'une image).
Bicubique adouci : C'est la même formule que le bicubique avec un adoucissement en plus ( le niveau d'adoucissement correspond aux mêmes réglages que dans photoshop lorsqu'on change la taille d'une image).
Spline36 : Ce puissant mode d'interpolation est à réserver aux utilisations extrêmes où un fort post-processing est nécessaire. On ne voit pas à l'oeil nu la différence avec le bicubique.
Spline64 : C'est un mode plus puissant que le Spline36, plus lent et normalement meilleur (encore faut-il pouvoir le voir). Même remarque que pour le Spline36, à ne réserver qu'à des cas où le post-processing de l'image nécessite d'autre projections, transformations de l'image en cascade.

En déplaçant votre souris au-dessus des boutons représentant les modes d'interpolation, vous pouvez voir les différences entre les modes.
L'image représente un cas extrême où les arêtes d'une image sont franches, cela n'arrive quasiment jamais en réalité sur une photographie sortant d'un appareil numérique.

Mélangeur

Un mélangeur (blender en anglais) est un algorithme qui va mélanger deux images ensembles (ou plus que deux). Son but est que la transition entre ces deux images soit invisible.

Voici les différents mélangeurs utilisables dans Autopano Pro :

Aucun : Aucun mélange n'est fait, c'est "la photo du dessus" qui est utilisée, les raccords sont forcément visibles (géométrie et/ou luminosité).
Linéaire : Ce mode très rapide peut être un bon compromis entre qualité et vitesse si on est pas très exigeant sur la qualité.
Multiband : Ce mode plus lent, produit de bien meilleurs résultats que le "Mode Linéaire". Les transitions entre les images sont très peu visibles. Par contre, il ne traite pas les objets qui ont bougé entre les images et des fantômes peuvent apparaitre.
Smartblend : Ce mélangeur est une combinaison d'un multiband et d'un système d'analyse d'image qui trouve les objets pertinents entre les images ( un objet qui bouge, une ligne caractéristique ). Il cherche alors à conserver les caractéristiques fortes des images à mélanger ( arêtes, lignes, courbes ) tout en supprimant automatiquement les objets qui ont bougés. Il est nettement plus lent que les autres algorithmes mais donne une qualité de rendu bien meilleure.
Attention: ce mélangeur est incompatible avec le mode HDR pour l'instant.

Voici deux animations qui permettent de voir les différents rendus sur cette scène en changeant de mélangeur et en activant ou pas la correction des couleurs.

Ce qu'on constate sur ce cas et qui est souvent vrai (mais pas toujours ...) :

Smartblend est très souvent le meilleur des mélangeurs : il harmonise mieux les couleurs même s'il n'y a pas de correction de couleur, évite les fantômes et donne un meilleur piqué que le Multiband.
Dans certains cas, le Multiband est meilleur (grande surface uniforme comme le ciel).
Si vous avez un gros panorama, smartblend peut être extrêmement long alors que Multiband est beaucoup plus rapide, c'est à savoir.

Smartblend

Comment accéder aux paramètres Smartblend

Dans la fenêtre des paramètres de rendu :

Ce paragraphe traite des paramètres du mélangeur SmartBlend, qui sont configurables depuis la version 1.4.2 d'Autopano Pro. Il faut savoir que SmartBlend utilise un mélangeur pyramidal, comme dans l'approche multi-band, + un algorithme de détection des lignes de séparation qui lui permet de savoir où il faut découper les images.

Niveau pyramide le plus fin

Ce paramètre indique le nombre d'étapes que le mélangeur doit utiliser. Il n'est pas codé comme un niveau de pyramide mais comme une condition de stop. Quand on atteint cette valeur (en pixels), la construction de la pyramide du mélangeur s'arrête. Par exemple, si vous mettez 4096, le mélangeur ne fera aucun niveau de la pyramide puisque la condition d'arrêt est atteinte dès la première étape. La valeur par défaut est 4 pixels. C'est assez faible mais cela permet d'avoir un large équilibre des couleurs sur des zones importantes.

Cette étude montre l'influence du paramètre **"Niveau pyramide le plus fin"**
Niveau pyramide le plus fin : 4		Le mélange est effectué sur une large zone, créant un bon équilibre des couleurs.
Niveau pyramide le plus fin : 16		On peut voir qu'en changeant légèrement la valeur, cela a déjà une influence sur le résultat.
Niveau pyramide le plus fin : 64
Niveau pyramide le plus fin : 256
Niveau pyramide le plus fin : 1024
Niveau pyramide le plus fin : 4096		Dans ce cas extrème, la transition est faite uniquement par la ligne de séparation. Il n'y a aucun mélange. Cette possibilité permet de savoir où est exactement fait le découpage.

Flou sur la transition

Cette valeur définit la netteté de la transition entre deux images. Ce n'est pas exactement la même chose que le premier paramètre puisqu'il ne s'appuie pas sur le nombre de niveaux de la pyramide mais directement sur les images et la façon dont elles sont mélangées à chaque étape de la pyramide. Cette valeur permet une sorte de mélange linéaire sur la zone de transition.

Cette étude montre uniquement l'influence du **flou sur la transition**. J'ai mis 4096 comme **niveau pyramide le plus fin** pour empêcher l'influence de ce paramètre.
Flou sur la transition : 0 pixels		Mélange direct, pas de flou sur la transition.
Flou sur la transition : 8 pixels		Un faible flou sur la transition.
Flou sur la transition : 16 pixels		Un flou de transition plutôt large.
Flou sur la transition : 32 pixels		Une très grande zone de transition sur 32 pixels.