Essais sur la super résolution photographique

Ou comment avoir plus de mégapixel avec une série de photos

Tout a commencé par une interrogation: peut-on obtenir, avec un appareil photo d’un modèle précis et ses caractéristiques propres, des photos d’une plus haute résolution que celles obtenues avec cet appareil en temps normal, avec plus de détails?

Vous aurez deviné? La réponse est OUI 

Ici, le but est de faire un agrandissement photo sans trop perdre en qualité. Intéressant dans le cas où vous voudriez une impression grand format ou zoomer sur des détails.

Une vidéo m’a été conseillée, et que j’ai suivi:

L’avantage de cette vidéo en anglais, ce sont les actions: à savoir, l’automatisation de tâches dans Photoshop.

Cependant, pour les plus francophones d’entre nous, il existe une vidéo en français d’Arnaud Thiry (photographe, astro-photographe et vulgarisateur que je suis depuis un moment sur ses deux chaines Youtube):

Principe et configuration utilisée:

Avec cette méthode, il est alors possible d’augmenter le niveau de détails de 200, 400 ou 800% , en plus de réduire le niveau de bruit.

Plus on a de nombreuses photos de base, mieux c’est. Il est aussi conseillé de ne pas utiliser de trépied, ce qui permet de « peupler » les pixels pour augmenter le niveau de détails en ayant des photos qui ne soient pas parfaitement alignées. Attention, surtout, à votre temps disponible et à la configuration matérielle de la machine utilisée, parce qu’il faut beaucoup de puissance de calcul et d’espace de travail (espace sur le disque dur utilisé par Photoshop pendant le traitement).

Ma machine date un peu, un aperçu de sa configuration:

À 400%, Photoshop ne se gênera pas pour utiliser 150Go de disque(s) de travail et les 14Go de RAM que je lui ai alloué (pour 9 photos). Il ne faut donc, sur PC en tout cas, pas lésiner sur la puissance de calcul, de stockage. À 800%, les 200Go de libre sur mon pc Photoshop ne suffisent pas, sans parler de la mémoire vive, où 32Go ne seraient pas de trop. Va falloir investir

Essais avec le smartphone Samsung Galaxy S 7 Edge (Android 8, camera v7.6.61)

Les photos prises pour le rendu:

Pour vérifier que cela fonctionne, j’ai donc mis en pratique le tutoriel, avec 9 photos prises avec un smartphone Samsung Galaxy S7 Edge. Ces 9 photos ont été prises avec les mêmes paramètres:

Format des photos	.jpeg
Résolution	4032*2268
Poids moyen	4 Mo

Le résultat:

Et après avoir passé tout le monde à la moulinette, il en ressort un fichier en .tiff:

Format de la photo	.tif
Résolution	8071*4540
Poids	210 Mo

Vous pouvez télécharger les fichiers .tiff pour comparer vous-même:

Photo 200% (mot de passe = photo200%)

Photo 400% (mot de passe = photo400%)

Comparaisons:

On peut alors comparer une des images de base avec celle traitée à 200%:

Conclusion: il y a bien un net progrès, l’image est moins pixelisée.

Ensuite, je suis passé à 400%. Plutôt que de comparer une image de base et une image à 400%, j’ai comparé le 200% avec le 400%, histoire de voir si le temps et les ressources supplémentaires en valent la peine:

Si au premier avoir, on ne voit pas de différence flagrante, il en ressort tout de même que les contours des lignes ou des dessins apparaissent plus net, moins baveux. Mais, peut-être que ça peut avoir son importance sur un tirage papier en grand format?

Essais avec le drone DJI Spark (V01.00.0900 & camera DJI FC1102):

Avec 12 photos, à 400%

Les photos prises pour le rendu:

Avec le drone, j’ai utilisé cette fois-ci une série de 12 photos avec les mêmes paramètres, toujours en mode manuel:

Format des photos	.jpeg
Résolution	3968*2976
Poids moyen	7,5 Mo

Le résultat:

Et après avoir passé tout le monde à la moulinette à 400%, il en ressort, une nouvelle fois, un fichier en .tiff:

Format des photos	.tif
Résolution	8019*6033
Poids moyen	359 Mo

Vous pouvez télécharger le fichier .tiff pour comparer vous-même:

12 photos à 400% (mot de passe = drone400%)

Comparaison:

Une fois l’image traitée, on peut alors comparer l’image d’origine et celle traitée à 400%

Avec 29 photos, à 400%

Les photos prises pour le rendu:

Toujours avec le drone, je prends un peu d’altitude et j’ai utilisé cette fois-ci une série de 29 photos avec les mêmes paramètres, toujours en mode manuel:

Format des photos	.jpeg
Résolution	3968*2976
Poids moyen	6,7 Mo

Le résultat:

Et après avoir passé tout le monde à la moulinette à 400%, il en ressort, une nouvelle fois, un fichier en .tiff:

Format des photos	.tif
Résolution	8019*6033
Poids moyen	353 Mo

Vous pouvez télécharger le fichier .tiff pour comparer vous-même:

29 photos à 400% (mot de passe = 29drone400%)

Les données EXIF du .tiff

Comparaison:

Une fois l’image traitée, on peut alors comparer l’image d’origine et celle traitée à 400%

Les limites de la techniques:

En conclusion, effectivement, la technique fonctionne. Il est vraiment possible d’obtenir une image avec plus de pixels à partir d’une série de photos identiques. Pas besoin de changer de matériel photographique, on peut faire avec ce que l’on a sous la main, sans réinvestir.

Ça demande du temps, de la ressource matérielle, on n’utiliseras pas cette méthode tous les jours.

Mais, pour un but précis, comme avoir besoin de zoomer pour avoir plus de détails ou pour un agrandissement à l’impression, cela peut convenir. C’est selon les besoins de chacun et quel est le niveau d’agrandissement souhaité.
Il est certain qu’en impression photo classique, taille 10x15cm (carte postale), c’est inutile, vos yeux sont ce qu’ils sont, ils ne donc verrons pas plus de détails. De la même manière que pour une télévision de 50″, en étant situé à 4m de l’écran, vous serez incapable de faire la différence entre une image 1080p et une image 4K.

Autre limite importante à prendre en compte, qui est directement liée à la technique utilisée qui se rapproche du HDR.

Rappel:

Petite mise au point avant d’aller plus loin avec cette limite:

En effet, aussi bien pour la SuperRes que pour le HDR, les ingrédients sont les mêmes, une série de photos. Mais, la recette et le résultat attendus diffèrent grandement. Attention donc à ne pas faire de raccourcis douteux sur la technique:

• En HDR, on prendra une série de photos avec, pour chaque photo, une exposition différente et le moins de décalage (de bougé) possible entre les photos, le trépied est recommandé: résultat, on obtient alors une photo avec des ombres débouchées et des hautes-lumières moins blanchies.
• En SuperRes, on prendra une série de photos, mais identiques. Pour un meilleur résultat, il est conseillé d’avoir un très léger bouger lors de la pose, ne pas utiliser un trépied: résultat, on obtient cette fois-ci une photo d’une plus haute résolution, avec plus de détails.

Pour revenir à cette limite, lié à la série de photos prises, que ce soit en HDR ou en SuperRes, le moindre mouvement risque de faire apparaitre un effet de ghosting et de motion blur. Si en HDR, cela peut rendre un effet sympa, notamment de nuit avec les lumières des voitures par exemple, en SuperRes, on cherche surtout à avoir plus de détails. Avec l’essai comportant 29 photos traitées à 400%, cet effet se fait beaucoup moins ressentir, sans savoir dire si c’est lié à la hauteur de la prise de vue ou au nombre de photos utilisées.

Exemple de l’effet de ghosting et de blur lié au vent sur la cime des arbres

La SuperRes est donc à réserver de préférence pour des sujets fixes comme un bâtiment, un monument, ou un jour avec aucun vent pour un paysage.