¿Cómo puedo evitar los artefactos de bandas circulares en cielos despejados al eliminar el ruido?

Fotografío en RAW y convierto usando Darktable. La cámara es Nikon D40, lente de 55-200 mm. Para una pequeña cantidad de fotos, especialmente de cielos azules claros, no puedo reducir el ruido sin introducir artefactos. Esto sigue siendo cierto cuando cambio el método de eliminación de ruido, aunque no puedo afirmar que he intentado todo. ¿Hay una solución para esto? A continuación se muestra un ejemplo para ilustrar mi pregunta:

1. Sin ruido, sin artefactos de halo, pero ruido molesto:

2. Ruido muy ligero (perfilado, wavelets, fuerza 0.097), artefactos de halo:

Cualquier idea sobre esto apreciada. :-)

En realidad, no describiría lo que estás viendo como un artefacto de halo. Me parece que es posterización : simplemente no hay suficientes tonos para representar sin problemas el gradiente del cielo. Simplemente sucede que tiene un patrón circular porque en esta imagen el centro es más brillante y luego disminuye uniformemente en todas las direcciones. En una imagen diferente, este mismo efecto puede aparecer como bandas horizontales o de arco.

Si observa detenidamente, las bandas también están presentes en la primera imagen, pero el ruido proporciona una especie de oscilación que lo enmascara.

Probablemente podría reducir esto utilizando un flujo de trabajo de 16 bits (RAW a TIFF en lugar de JPEG), pero si la pantalla final será monitores de computadora normales, no es de mucha ayuda.

Entonces, las soluciones generales son:

• Deja el ruido; no es que malo. (O aplique NR alto al área alrededor del avión, pero deje solo el resto de la imagen; vea Darktable: máscaras ).
• Introduzca grano / tramado artificial, que tendrá el mismo efecto de suavizado y puede parecerle menos molesto. De hecho, es posible que desee hacer esto incluso además de lo anterior, porque como mencioné, si observa de cerca, el artefacto es evidente incluso en su primera imagen (no distorsionada). Puede hacer esto habilitando el módulo de oscilación de Darktable .
• Aumente significativamente la exposición registrada para que el cielo sea de un azul más brillante. Hay más tonos para elegir en las teclas más brillantes, y luego puede "estirarlos" a través del cielo con menos bandas. * *

En este caso particular, tiene otra opción, ya que el cielo no tiene características: elimine las viñetas y reemplácelas con un color azul plano tomado de ese derecho alrededor del avión:

A continuación, puede agregar una ligera viñeta artificialmente, teniendo cuidado de evitar cualquier banda.

* Esto se aplica a la exposición al capturar la imagen. La respuesta humana a la luz no es lineal; dos veces la luz solo aparece un poco más brillante, pero es un aumento significativo en los datos registrados. Esto le da más espacio para "estirar" esos valores en un rango final más amplio. Muchas cámaras nuevas y de gama alta tienen una conversión RAW de 14 bits, lo que hace que esto sea menos problemático, pero la D40 solo tiene una conversión de 12 bits, por lo que puede ser importante en situaciones difíciles.

Creo que lo que estás viendo se llama bandas o posterización. Aquí es donde los tonos suaves y continuos se procesan de manera gradual porque la profundidad de bits (el número de bits utilizados para representar cada píxel) es limitada y el salto entre los valores de píxeles es lo suficientemente grande como para ser visible. Debido a que la imagen todavía está en Darktable y, por lo tanto, es de 16 bits (que es suficiente para eliminar las bandas), supongo que está viendo los artefactos debido a las limitaciones de visualización de 8 bits.

Dije "Pienso" porque la imagen en la que ves las bandas está ligeramente distorsionada, y el ruido restante debería ser suficiente para evitar las bandas. (La cura para las bandas es en realidad agregar ruido a la imagen).

El truco efectivo para esto es duplicar la resolución de la foto, agregar una cantidad muy pequeña de ruido estocástico con restricción de tonalidad, devolver la resolución al original y LUEGO eliminar el ruido.

Ya hay bandas significativas en el original, por cierto ... lo cual me parece mucho más molesto que cualquier ruido, lo que parece bastante mínimo.

Editar: estas dos fotos también se presentan de manera diferente en diferentes dispositivos. En mi MacBook Pro, las bandas son mucho más obvias que el ruido, y es al revés en mi tableta con pantalla retiniana.

He hecho un degradado circular de 8 bits con color de borde muestreado y color central. Esto ilustra que claramente no es el problema de cuantificación de 8 bits.

¡También he mirado la fuente, imagen no distorsionada y encontré posterización allí también!

Esta posterización ya está allí en la primera imagen, la burla solo lo revela.

No puede haber ninguna posterización en la mayoría de los archivos RAW porque el ruido del sensor está oscureciendo la imagen y ocultando la cuantización de manera efectiva.

Entonces, solo veo dos posibles razones para eso:

• está editando imágenes procesadas en la cámara o por un tercero, y el procesamiento descuidado puede introducir fácilmente la posterización. Los archivos JPEG de muchas cámaras son propensos a la posterización
• otras configuraciones de procesamiento de Darktable están causando posterización

En el primer caso, no tiene forma de arreglarlo fácilmente mientras conserva la apariencia, excepto suavizar el degradado manualmente.

En el segundo caso, debe hacer que todas las configuraciones de procesamiento sean neutrales y ver si cambia algo y luego introducir las configuraciones una por una mientras verifica si aparecen las bandas.