GREYCstoration


GREYCstoration は3つの機能を備えたコンソール アプリケーションです。ノイズ除去、画像修復、スムーズなリサイズ機能を提供します。

Gimp に Plugin で一部の機能が実装されています。

はじめに


GREYCstoration はイメージ操作フレームワーク CImg のサンプルアプリケーションとしてソースアーカイブに収録されています。

各種バイナリは GREYCstoration 作者のページで配布されています。過去には CImg のダウンロード ページで Windows バイナリが配布されていました。歴史的にダウンロードトラブルが多く、サーバのパーミッション関係のトラブル、 Sourceforge におけるバイナリ アーカイブの登録カテゴリが分からない、最新版が用意されない、などありました。

GREYCstoration の情報はまだ少なく、作者による Demo ページは情報が古くそのままでは利用できません。

このページは Windows バイナリの入手方法、使用方法などの情報提供を目的としています。

インストール


バイナリを取得しインストールします。

用意するもの

高速な CPU
GREYCstoration はとても重いです。遅い CPU でも実行できますが、時間がかかります。
大容量メモリ
GREYCstoration はメモリ喰らいです。 1024 x 768 ピクセルの画像の場合、52MBほど消費しています。
greycstoration.exe
インストールを参考に用意してください。
画像
BMP 形式で保存した画像を用意してください。また、プレビュー用に 100 x 100 ピクセル程度に切り取ったサムネイルも用意します。以下の説明では、適用対象画像を original.bmp 、サムネイルを thumb.bmp で表します。
環境変数 gs
以下の説明では簡便のために環境変数 gs を使用します。環境変数はコマンドプロンプトから次のように設定します。<インストール フォルダ>は実際のフォルダ名に変更してください。
set gs=<インストール フォルダ>\greycstoration.exe

バイナリの取得

GREYCstoration 作者のページ

GREYCstoration は次のページで各種バイナリが配布されています。確認したバージョンは次のとおりです。アーカイブにはソースも含まれています。
GREYCstoration
http://www.greyc.ensicaen.fr/~dtschump/greycstorat...

- GREYCstoration-2.6.zip

-- GREYCstoration_mac_intel
-- GREYCstoration_mac_ppc
-- GREYCstoration_pc_freebsd
-- GREYCstoration_pc_linux
-- GREYCstoration_pc_win32.exe
-- GREYCstoration_gimp_pc_linux
-- GREYCstoration_gimp_pc_win32.exe
CImg のダウンロードページ

過去、CImg のダウンロードページにいくつか Windows バイナリが配布されていました。
http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group...

- CImg_win32exe.zip ( Dec 07, 2005 05:53 )
- CImg_win32_exe.zip ( Sep 27, 2005 02:33 )
- CImg_execWin32.zip ( Feb 26, 2004 05:17 )
筆者がコンパイルした物

僕がコンパイルした、 SSE2 最適化版を含む Windows バイナリはこちらからダウンロードできます。通常は blend フォルダの greycstoration.exe を使用します。 Pentium 4 以降の SSE2 命令を実装した CPU では、 SSE2 最適化した sse2 フォルダの greycstoration.exe が使えます。

http://www.geocities.jp/bitcase0312/index.html

インストール


保存場所を決め、ダウンロードした zip ファイルを解凍してください。

アンインストール


保存フォルダごと削除してください。レジストリは(おそらく)使用してません。

使用方法


GREYCstoration にはバージョン1系と2系があり、アルゴリズムが異なります。同系であっても GREYCstoration および CImg フレームワークのバージョンにより出力が異なる場合があります。

基礎となる知識

コマンドプロンプトの使い方

コマンドプロンプトの使い方は Windows のヘルプを参照してください。ヘルプはウインドウズ キーを押しながらF1キーを押すと呼び出せます。簡単な説明は次のページにあります。

サイト内リンク:コマンドプロンプトを使う

pc-unix 環境はこちら。

サイト内リンク:基本的なコマンドとシェルの使い方
greycstoration.exe の使い方

コマンドプロンプトを起動し、適用対象の画像のあるフォルダに移動します。

サムネイルを使いパラメータを調節します。 -h オプションで全てのパラメータが表示されます。
%gs% -h -restore thumb.bmp -sigma 1.4 -p 0.9 -a 0.3

パラメータが決まったら、 thumb.bmp を original.bmp に変更し、 -o after.bmp を指定して適用画像をファイルに保存します。 -visu false を指定するとダイアログを表示しなくなります。

GREYCstoration 1系


以下、断りのない限り CImg 1.1.0 の GREYCstoration を使用しています。
1系列の特徴

1系列はパラメータの設定値によっては Gimp におけるヴァン・ゴッホ効果のような筆触があらわれます。エッジをはっきりさせる p 値を大きくすると強くあらわれます。
restore の適用例
元絵適用後

パラメータは次のとおり。
%gs% -h -restore before.bmp -o after.bmp -sigma 1.4 -p 0.9 -a 0.3 -prec 1
-restore = before.bmp   : Restore the image specified after '-restore'
-inpaint = NULL         : Inpaint the image specified after '-inpaint'
-resize  = NULL         : Resize the image specified after '-resize'
-dt      = 20           : Smoothing strength
-p       = 0.9          : Contour preservation
-a       = 0.3          : Smoothing anisotropy
-alpha   = 0.3          : Noise scale
-sigma   = 1.4          : Geometry regularity
-iter    = 1            : Number of iterations
-scheme  = true         : Curvature-preserving scheme (0=false, 1=true)
-ng      = 0            : Add gaussian noise before denoising
-nu      = 0            : Add uniform noise before denoising
-ns      = 0            : Add Salt&Pepper noise before denoising
-improve = true         : Improve structure tensor computation
-save    = 0            : Iteration saving step
-visu    = true         : Enable/Disable visualization
-o       = after.bmp    : Output image
-dl      = 0.8          : Spatial integration step
-da      = 45           : Angular integration step (in degrees)
-prec    = 1            : Precision of the gaussian function
-linear  = false        : Use linear interpolation for integration
inpaint の適用例
元絵適用後
マスク

パラメータは次のとおり。この版はバグってるような...
%gs% -h -inpaint before.bmp -m mask.bmp -o after.bmp
-restore = NULL         : Restore the image specified after '-restore'
-inpaint = before.bmp   : Inpaint the image specified after '-inpaint'
-resize  = NULL         : Resize the image specified after '-resize'
-dt      = 30           : Smoothing strength
-p       = 0.01         : Contour preservation
-a       = 0.9          : Smoothing anisotropy
-alpha   = 0.1          : Noise scale
-sigma   = 2            : Geometry regularity
-iter    = 100          : Number of iterations
-scheme  = false        : Curvature-preserving scheme (0=false, 1=true)
-m       = mask.bmp     : Input inpainting mask
-dilate  = 0            : Inpainting mask dilatation
-init    = 2            : Inpainting init (0=black, 1=white, 2=noise, 3=unchanged, 4=interpol)
-improve = true         : Improve structure tensor computation
-save    = 0            : Iteration saving step
-visu    = true         : Enable/Disable visualization
-o       = after.bmp    : Output image
resize の適用例
元絵ViX で拡大GREYCstoration で拡大

パラメータは次のとおり。
%gs% -h -resize before.bmp -o after.bmp -g 128x128 -anchor false -prec 7 -sigma 5 -dt 2.5
-restore = NULL         : Restore the image specified after '-restore'
-inpaint = NULL         : Inpaint the image specified after '-inpaint'
-resize  = before.bmp   : Resize the image specified after '-resize'
-dt      = 2.5          : Smoothing strength
-p       = 0.01         : Contour preservation
-a       = 1            : Smoothing anisotropy
-alpha   = 0.1          : Noise scale
-sigma   = 5            : Geometry regularity
-iter    = 3            : Number of iterations
-scheme  = true         : Curvature-preserving scheme (0=false, 1=true)
-g       = 128x128      : Output image geometry
-anchor  = false        : Anchor original pixels
-interp  = 3            : Initial interpolation (0=black, 1=block, 2=mosaic, 3=linear, 4=grid, 5=bicubic
-improve = true         : Improve structure tensor computation
-save    = 0            : Iteration saving step
-visu    = true         : Enable/Disable visualization
-o       = after.bmp    : Output image
-dl      = 0.8          : Spatial integration step
-da      = 45           : Angular integration step (in degrees)
-prec    = 7            : Precision of the gaussian function
-linear  = false        : Use linear interpolation for integration
CImg 1.1.0 へのパッチ

CImg 1-10 の greycstoration が vc でコンパイルできなかったので、パッチ。 cvs では直ってる。
--- greycstoration.cpp.orig	Fri Nov 18 16:10:04 2005
+++ greycstoration.cpp	Fri Dec  9 20:39:46 2005
@@ -337,13 +337,13 @@
   const bool append_result = cimg_option("-append",false,NULL);
   const float p2           = (float)((1+anisotropy)/(1e-10+1-anisotropy)*p1);
   switch(scheme) {
-  case 0:
+  case false: // Trace-based PDE
+    break;
+  default: // Curvature-preserving PDE
     dl           = (float)cimg_option("-dl",0.8f,"Spatial integration step");
     da           = (float)cimg_option("-da",45.0f,"Angular integration step (in degrees)");
     gauss_prec   = (float)cimg_option("-prec",2.0f,"Precision of the gaussian function");
     linear       = cimg_option("-linear",false,"Use linear interpolation for integration");
-    break;
-  default:
     break;
   }
 

GREYCstoration 2系


CImg 1.1.1 から GREYCstoration はバージョン2となり restore アルゴリズムが変わりました。筆触があらわれることが無くなり、ぼかしを強くしたような印象になりました。
restore の適用例

GREYCstoration 2.0 は品質が落ちます。確認した 2.4.1 では改善されています。それ以前のバージョンは未確認です。 2.5.2 で -a 1 -p 0 にすると1系ぽくなるようです。
元絵
1.1.02.0 ( CImg 1.1.1 )
2.5.2 ( CImg 1.2.0.1 )2.4.1 ( CImg 1.1.7 )

パラメータは次のとおり。
%gs% -h -restore before.bmp -o after.bmp -sigma 1.1 -da 30 -a 0.3 -p 1.1

gs110
-dt      = 20           : Smoothing strength
-p       = 1.1          : Contour preservation
-a       = 0.3          : Smoothing anisotropy
-alpha   = 0.3          : Noise scale
-sigma   = 1.1          : Geometry regularity
-iter    = 1            : Number of iterations
-scheme  = true         : Curvature-preserving scheme (0=false, 1=true)
-ng      = 0            : Add gaussian noise before denoising
-nu      = 0            : Add uniform noise before denoising
-ns      = 0            : Add Salt&Pepper noise before denoising
-improve = true         : Improve structure tensor computation
-save    = 0            : Iteration saving step
-visu    = false        : Enable/Disable visualization
-dl      = 0.8          : Spatial integration step
-da      = 30           : Angular integration step (in degrees)
-prec    = 2            : Precision of the gaussian function
-linear  = false        : Use linear interpolation for integration

gs20 と gs241 はパラメータを指定せず初期値のまま適用しました。

gs20
-dt      = 50           : Smoothing strength (>=0)
-p       = 1.1          : Contour preservation (>=0)
-a       = 0.3          : Smoothing anisotropy (0<=a<=1)
-alpha   = 0.5          : Noise scale (>=0)
-sigma   = 1.1          : Geometry regularity (>=0)
-iter    = 1            : Number of iterations (>0)
-scheme  = true         : Curvature-preserving scheme (0=false, 1=true)
-ng      = 0            : Add gaussian noise before denoising (>=0)
-nu      = 0            : Add uniform noise before denoising (>=0)
-ns      = 0            : Add Salt&Pepper noise before denoising (>=0)
-save    = 0            : Iteration saving step (>=0)
-visu    = false        : Enable/Disable visualization (0 or 1)
-prenormalize = false        : Apply pre-normalization in [0,255]
-postnormalize = false        : Apply post-normalization in [0,255]
-dl      = 0.8          : Spatial integration step (0<=dl<=1)
-da      = 30           : Angular integration step (0<=da<=90)
-prec    = 2            : Precision of the gaussian function (>0)
-interp  = 0            : Interpolation type (0=Nearest-neighbor, 1=Linear,2=Runge-Kutta)

gs241
  + Global algorithm parameters
    ---------------------------
    -dt      = 40           : Regularization strength for one iteration (>=0)
    -iter    = 1            : Number of regularization iterations (>0)
    -p       = 0.9          : Contour preservation for regularization (>=0)
    -a       = 0.2          : Regularization anisotropy (0<=a<=1)
    -alpha   = 0.6          : Noise scale (>=0)
    -sigma   = 1.1          : Geometry regularity (>=0)
    -fast    = true         : Use fast approximation for regularization (true or false)
    -prec    = 2            : Precision of the gaussian function for regularization (>0)
    -dl      = 0.8          : Spatial integration step for regularization (0<=dl<=1)
    -da      = 30           : Angular integration step for regulatization (0<=da<=90)
    -interp  = 0            : Interpolation type (0=Nearest-neighbor, 1=Linear,2=Runge-Kutta)
    -sdt     = 0            : Sharpening strength for one iteration (>=0)
    -sp      = 0.5          : Sharpening edge threshold (>=0)

1系ぽい効果。
%gs% -h -restore before.bmp -o after.bmp -a 1 -p 0

gs252
  + Global algorithm parameters
    ---------------------------
    -dt      = 40           : Regularization strength per iteration (>=0)
    -iter    = 1            : Number of iterations (>0)
    -p       = 0            : Contour preservation (>=0)
    -a       = 1            : Smoothing anisotropy (0<=a<=1)
    -alpha   = 0.6          : Noise scale (>=0)
    -sigma   = 1.1          : Geometry regularity (>=0)
    -fast    = true         : Enable fast approximation (true or false)
    -prec    = 2            : Computation precision (>0)
    -dl      = 0.8          : Spatial integration step (0<=dl<=1)
    -da      = 30           : Angular integration step (0<=da<=90)
    -interp  = 0            : Interpolation type (0=Nearest-neighbor, 1=Linear,2=Runge-Kutta)
    -tile    = 512          : Activate tiled mode and set tile size (>=0)
    -btile   = 4            : Size of tile borders (>=0)
    -threads = 2            : Number of threads used (tile mode only)
    -sdt     = 0            : Activate sharpening filter, set sharpening strength (>=0)
    -sp      = 0.5          : Sharpening edge threshold (>=0)

アプリケーションによる違い

相違点

アプリケーション名restore v1restore v2restore v2 fastinpaintresize
<= 1.1.0 ( CImg 1.1.0 )x--xx
>= 2.0 ( CImg 1.1.1 )-x-xx
<= 2.3 ( CImg 1.1.3 )-xxxx
GREYCstoration for Integration-xx--
Gimp Plugin 0.2.0x----
Gimp Plugin 1.1--x--
Paint.NET Wrapper Plugin--x?x?-

記号 x は実装を表しています。記号 - は未実装です。

GREYCstoration for Integration は CImg に同梱されています。 Gimp Plugin は他の手により実装され提供されています。

Gimp Plugin 1.1 は CImg 1.2.0.2 から CImg の examples に収録されるようになりました。

Paint.NET Wrapper Pluginなるものがあるらしい。調査してません。

各バージョンにおける大きな変更

GREYCstoration 2.0

CImg 1.1.1 同梱の GREYCstoration 2.0 から restore アルゴリズムが変わりました。
GREYCstoration 2.3

CImg 1.1.3 同梱の GREYCstoration 2.3 でオプションが追加されました。デフォルトで有効になっています。
-fast trueUse fast approximation for regularization (0 or 1)
-sdt 0Sharpening strength for one iteration (>=0)
-sp 0.5Sharpening edge threshold (>=0)


サンプル。 -restore しただけでパラメータは変えてません。
元絵適用後
GREYCstoration 2.4.1

CImg 1.1.7 同梱の GREYCstoration 2.4.1 でオプションが追加されました。
-append = falseAppend original image to output file
-quality = 100JPEG output quality
GREYCstoration 2.5

CImg 1.1.9 同梱の GREYCstoration 2.5 でオプションが追加されました。ただしこの CImg アーカイブには不備がありコンパイルできませんでした。 GREYCstoration 作者のページで 2.5.1 を取得するか cvs から取得しコンパイルしてください。
-bits = 8Define image pixel type (8='uchar', 16='ushort', 32='float')
-tile = 512Activate tiled mode and set tile size (>=0)
-btile = 4Size of tile borders (>=0)
-threads = 2Number of threads used (tile mode only)
GREYCstoration 2.5.2 ( CImg 1.2.5 )

CImg 1.2.5 同梱の GREYCstoration 2.5.2 でオプションが追加されました。
-fact = 0Define intensity factor (0=auto)
GREYCstoration 2.6 ( CImg 1.2.6 )

CImg 1.2.6 同梱の GREYCstoration 2.6 でオプションが追加されました。
-cbase = 0Color base processed (0=RGB, 1=YCbCr)
-crange = 0Channels processed (ex: '0-2')
-verbose = trueVerbose mode

また Output image (-o) オプションで処理結果をファイルに出力する場合、 GraphicsMagic ( gm.exe ) を呼び出し jpeg で保存するようになりました。旧来どおり bmp で保存するには -quality オプションに 0 を渡します。
GREYCstoration 2.6 ( CImg 1.2.7 )

オプション -threads が experimental (実験的) になりました。これにより既定値が 2 から 1 に変更されています。
GREYCstoration 2.8 ( CImg 1.2.8pre )

オプション名が変更されました。
oldnew
-reference-ref
-sdt-sharp
-sp-se

新モードが追加されました。オプションは次の通り。
-cleanClean image specified after '-clean'
-p = 0Patch size (>0)
-ss = 15Spatial sigma (>0)
-sp = 10Patch sigma (>0)
-r = 7Size of the lookup region (>0)
CImg 1.3.1

この版から GREYCstoration が削除されました。かわりに G'MIC の -smooth を使ってほしいとのことです。

独自拡張

gs129ex


CImg 1.2.9 同梱の GREYCstoration 2.9 を拡張したものです。多くの cbase に対応しました。キーワードにも対応してます。アドホックな改造です。

カラー ノイズの除去。
gs129ex -h -restore before.bmp -sigma 1.4 -a 1 -p 0.0001 -cbase Lab -crange 1-2
元絵適用後

スーパー スムース。
gs129ex -h -restore before.bmp -sigma 1.4 -a 1 -p 0.0001 -cbase XYZ -prec 1.3
元絵適用後

G'MIC への移行


記述はメモどまり。確認してません。これから調べます。todo

-restore


G'MIC -smooth を使うようです。todo
-smoothamplitude>=0,_sharpness>=0,_anisotropy=[0,1],_alpha,_sigma,_dl>0,_da>=0,_precision>0,_interpolation_type={0,1,2},_fast_approximation={0,1}
or nb_iters>=0,_sharpness>=0,_anisotropy=[0,1],_alpha,_sigma,_dt>0,0
or [ind],_amplitude>=0,_dl>0,_da>=0,_precision>0,_interpolation_type={0,1,2},_fast_approximation={0,1}
or [ind],_nb_iters>=0,_dt>0,0

GREYCstoration -restore との対応。
GREYCstoration -restoreG'MIC -smooth
-dtamplitude>=0
-psharpness>=0
-aanisotropy=[0,1]
-alphaalpha
-sigmasigma
-dldl>0
-dada>=0
-precprecision>0
-interpinterpolation_type={0,1,2}
-fastfast_approximation={0,1}

inpaint


大きく変わってしまった...

ソースの当該箇所を読むと、ファイルから読み込んだイメージの一つをマスクに使用するようだ。 todo
-inpaint[ind]

resize


todo
-resize[indice],_interpolation={-1,0,1,2,3,4,5},_borders={-1,0,1,2},_center={0,1}
or {[indice],width[%]},_{[indice],height[%]},_{[indice],depth[%]},_{[indice],dim[%]},_interpolation,_borders,_center
or (noargs)

リンク


Greycstoration : Fast Anisotropic Smoothing of Multi-Valued Images using Curvature-Preserving PDE's.
http://cimg.sourceforge.net/greycstoration/

The CImg Library - C++ Template Image Processing Library
http://cimg.sourceforge.net/

GIMP Plug-In: GREYCstoration 0.2.0
http://registry.gimp.org/plugin?id=6233

GIMP Plug-In: GREYCstoration 1.1
http://registry.gimp.org/plugin?id=9304


リンク切れのときは Internet Archive で探してみてください。ただし registry.gimp.org のファイルは保存されてないようです。

更新履歴



2009/6/1mon G'MIC 関係を記述。 G'MIC の sse2 最適化はそのうち上げます。
2008/12/31wed gs129ex を記述。
2008/4/12sat 各バージョンにおける大きな変更点に追記。 greycstoration 2.8 windows バイナリ追加。
2008/2/23sat GREYCstoration 2.6 ( CImg 1.2.6 ) に追記。
2008/1/27sun 各バージョンにおける大きな変更点に追記。 CImg 1.2.7 の greycstoration 2.6 windows バイナリ追加(予定)。
2008/1/21mon CImg 1.2.6 の greycstoration 2.6 windows バイナリ追加。
2007/10/5fri CImg 1.2.4 の greycstoration 2.5.2 windows バイナリ追加。
2007/8/27mon CImg 1.2.3 の greycstoration 2.5.2 windows バイナリ追加。 gimp プラグインもアーカイブに収録するようにしました。
2007/7/14sat CImg 1.2.2.1 の greycstoration 2.5.2 windows バイナリ追加。アプリケーションによる違い/相違点に追記。
2007/6/16sat CImg 1.2.1 の greycstoration 2.5.2 windows バイナリ追加。
2007/6/9sat 2.5.2 で1系ぽい適用例追記。
2007/4/19thu CImg 1.2.0.1 の greycstoration 2.5.2 windows バイナリ追加。
2006/3/31sat アプリケーションによる違い-相違点に greycstoration4gimp 2.5.2 を追記。
2006/3/10sat ページの構成を見直し、記述を改めた。 CImg 1.1.9 (ではなく cvs ...) の greycstoration 2.5.1 windows バイナリ追加。
2007/1/28sun CImg 1.1.8 の greycstoration 2.4.2 windows バイナリ追加。
2006/11/25sat CImg 1.1.7 の greycstoration 2.4.1 windows バイナリ追加。「 CImg 1.1.1 」に追記。
2006/9/25mon CImg 1.1.6 の greycstoration 2.4b windows バイナリ追加。
2006/7/22sat CImg 1.1.5 の greycstoration 2.4a windows バイナリ追加。
2006/5/21sun CImg 1.1.4 の greycstoration 2.4 windows バイナリ追加。
2006/4/1sat CImg 1.1.3 の greycstoration 2.3 windows バイナリ追加。 GREYCstoration 2.3 の注意点を追記。
2006/3/16thu CImg 1.1.3beta1 と CImg 1.0.8 の greycstoration windows バイナリ追加。
2006/2/21tue CImg 1.1.2 の greycstoration 2.2 windows バイナリ追加。アーカイブ名を greycstoration のバージョン番号に変更。
2006/2/5sun 本家 windows バイナリの情報を書き換えた。
2006/2/3fri CImg 1.1.1 の restore 効果の参考例追加。
2006/1/29sun CImg 1.1.1 の restore 効果の記述追加。
2006/1/25wed CImg 1.1.1 の greycstoration 2.0 windows バイナリ追加。
2005/12/29thu コマンドプロンプトを使うへのリンクを追加。
2005/12/11sun CImg 1.10 をCImg 1.1.0 に訂正。
2005/12/10sat resize の記述追加。
2005/12/9fri パッチ修正。バイナリ差し替え。 inpaint の記述追加。
2005/12/4sun バイナリ配布。
2005/12/3sat ページ作成。

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Yo, good lkooin out! Gonna make it work now.

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Posted by Uyut 2012年09月27日(木) 16:27:01
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