Je leest:

Wij knippen, Photoshop plakt

Wij knippen, Photoshop plakt

Niets is wat het lijkt door Photoshop CS5

Auteur: | 19 augustus 2010

Dat je met Photoshop goed foto’s kunt bewerken, is algemeen bekend. Vrijwel elk fotomodel ziet er net iets mooier uit en een kledingstuk heeft zo een andere kleur. Maar de nieuwe versie van Photoshop (CS5) kan nog meer: een torenspits verplaatsen is geen enkel probleem.

Heb je net een nieuwe familiefoto gemaakt, gaat het uit tussen je broer en zijn vriendin. Best vervelend dat hij er telkens aan herinnerd wordt wanneer hij naar de foto kijkt. Dan maar wachten tot er een nieuwe dame in zicht komt, zodat die eroverheen geplakt kan worden. Want het meisje zomaar uit de foto knippen, levert een gat op. Of toch niet?

In de nieuwe versie van Photoshop (CS5), zit een gereedschap om objecten zonder problemen uit foto’s te knippen. Het filmpje hieronder (Engels) laat zien dat je het paard in de wei met gemak een paar meter naar rechts kan verplaatsen, of een foto uitsnijden en de ruimte erboven en eronder opvullen. Niemand die ziet dat het ooit anders was.

Maar hoe kan het dat er geen gat ontstaat? Nou, eigenlijk is dat gat er wel, maar het programma is in staat die leegte op zo’n manier op te vullen dat het vrijwel niet opvalt.

Kopiëren en plakken

Het opvullen van gaten heet in het Engels ook wel inpainting en over dit onderwerp zijn veel wetenschappelijke artikelen geschreven. Elke publicatie beschrijft een weer net iets andere manier, maar er is er niet één aan te wijzen die voor alle typen plaatjes goed werkt. De methode die echter het meest populair is, heet example-based inpainting en ook Photoshop maakt gebruik van zo’n soort techniek.

h4. Hoe komen die gaten daar? Er kunnen om meerdere redenen gaten voorkomen in een plaatje. Het digitaal versturen kan bijvoorbeeld mis zijn gegaan, zodat er onderweg wat pixels zijn verdwenen. Of het is een plaatje van een schilderij en een restaurateur wil de scheuren digitaal opvullen. Zoiets laat ook het bovenstaande plaatje zien: door middel van inpainting kan een afgebroken fresco digitaal gerestaureerd worden.
Fornasier 04-2006

De example-based methoden proberen het gat te vullen door er stukjes uit de rest van het plaatje in te plakken. Het onderliggende idee is dat alle patronen (de schors van een boomstam, de rimpelingen in de zee) zo goed mogelijk in het gat moeten doorlopen. En aangezien een patroon een herhalend motief heeft, kun je gewoon een stukje van even verderop kopiëren om het patroon te repareren.

Van willekeurig naar beste match

De kern van alle example-based methoden is het uitvinden welk stukje gekopieerd moet worden. De computer moet namelijk stukjes zien te vinden die kloppen met wat er in het gat moet komen. Zit er een gat in de blauwe lucht, is het niet handig hier een stukje grasveld naartoe te kopiëren. Beter is het om een ander stukje lucht te pakken, maar hoe kan een computer daar achter komen?

Het algoritme dat Photoshop gebruikt om een passend fragment te vinden, heet PatchMatch (aangezien een ‘stukje’ in het Engels een patch heet). De methode is bedacht door een student aan Princeton (New Jersey, VS), tijdens een stage bij Adobe. Zijn idee was om eerst een willekeurig stukje te kiezen en vervolgens op zoek te gaan naar steeds betere. De animatie hieronder legt het algoritme verder uit.

Oeps: Onbekende tag `animatie’ met attributen {"id"=>"66371", “titel”=>"PatchMatch algoritme", “breedte”=>"570", “hoogte”=>"450"}

Maar wanneer is een bepaalde toewijzing nou beter dan een andere? Om hier achter te komen, vult het systeem het gat van buiten naar binnen, met overlappende stukjes. De fragmenten aan de rand van het gat bevatten nog pixels van het resterende plaatje, dus daar is goed vast te stellen of een kopie mooi aansluit. En door het overlappen van de stukjes wordt bij het plakken gelijk een volgend stukje gedeeltelijk opgevuld. Hierdoor heeft elk stukje altijd een deel dat al klopt, waarmee het systeem een kopie kan controleren.

Het resultaat mag er zijn

Wanneer PatchMatch klaar is, zijn alle pixels in regio A toegewezen aan een pixel in regio B. Dat wil zeggen dat alle pixels uit het gat de waarde hebben gekregen van een pixel uit B. Hiermee is het gat opgevuld.

Barnes et al.

Filmpjes op youtube laten zien dat de techniek behoorlijk goed werkt. Hierboven zie je een afbeelding die staat in de publicatie over PatchMatch. Het eerste plaatje is het origineel, in de tweede afbeelding heeft een gebruiker het gebied ingekleurd dat hij weg wil hebben. In het derde plaatje zie je een close-up van dat gebied nadat Photoshop zijn werk heeft gedaan: en weg waren het poortje in de muur en de waterbak in het bloemperk!

Allerlei toepassingen

Het knippen is al leuk, maar de zoek-methode is ook bruikbaar in andere gereedschappen. Zoals gereedschappen om plaatjes mee te vervormen zonder dat het opvalt (zodat de Eiffeltoren altijd op de bladzij past), of om objecten mee te verplaatsen (als je toch liever rechts van het Colosseum staat). Ook kun je nu makkelijk de compositie van je foto verbeteren. Een horizon verhogen of verlagen is geen probleem: Photoshop vult de extra ruimte zo voor je in.

Sjoemelen met foto’s wordt nu dus wel heel gemakkelijk en dat is niet altijd gewenst. Zo kwam in 2009 een fotograaf in opspraak omdat hij een foto die in De Volkskrant verscheen, digitaal gemanipuleerd had. In tijdschriften is ‘photoshoppen’ zeker niet ongewoon, wat een vertekend beeld van de werkelijkheid kan opleveren (zie filmpje hieronder).

Wat betreft nieuwsfotografie is er inmiddels een duidelijk tegengeluid te horen. Begin dit jaar stelden persbureau ANP en beeldbank Hollandse Hoogte een richtlijn op voor persfotografen. “Leidend is het uitgangspunt dat een foto waar moet zijn” aldus Johan Groeneveld, adjunct-directeur ANP Producties. Het toevoegen en/of verwijderen van beeldelementen is dan ook ten strengste verboden. Er is één uitzondering: persfotografen kunnen de nieuwe tool nog wel gebruiken om stofjes te verwijderen.

Bronnen

  • Barnes et al., ‘PatchMatch: A Randomized Correspondence Algorithm for Structural Image Editing’. ACM Transactions on Graphics (Proc. SIGGRAPH), 28(3), August 2009.
  • Criminisi et al., ‘Region filling and object removal by exemplar-based inpainting’. IEEE Transactions on Image Processing, 13(9), 1200-1212, 2004.
  • Fornasier, M., ‘Nonlinear projection recovery in digital inpainting for color image restoration’. J. Math. Imaging Vis. 24, 3, 359-373, 2006.

Lees meer over Photoshop en beeldverwerking op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/photoshop/index.atom?m=of", “max”=>"3", “detail”=>"normaal"}

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/beeldverwerking/index.atom?m=of", “max”=>"7", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 19 augustus 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.