Du RAW au JPEG : Quelques tests de débruitage avec Adobe Lightroom et Adobe Camera Raw, DXO Optics Pro et RawTherapee



Le but de cet article n'est pas de faire un test exhaustif des logiciels de traitement des fichiers Raw mais de focaliser sur le traitement de photos bruitées obtenues à de très hautes valeurs de sensibilité. Pour cela, j'ai utilisé comme référence Adobe LightRoom et Adobe Camera Raw, mais j'ai focalisé particulièrement sur DXO Optics Pro qui fournit depuis la version 9 le très puissant algorithme Prime pour la réduction du bruit, et j'ai également utilisé RawTherapee sans doute le meilleur logiciel gratuit de traitement des fichiers Raw.

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Pour cette étude, j'ai utilisé des fichiers Raw issus d'un bridge Canon SX50, d'un Sony A58, un très bon (pseudo)réflex d'entrée de gamme, d'un Nikon D800, et d'un Nikon D610 (fichiers disponibles sur le très bon site Imaging Resource). L'utilisation de fichiers issus d'appareils très différents par leurs caractéristiques et leur prix notamment permet d'évaluer le bénéfice de l'utilisation de logiciels permettant de traiter les fichiers Raw par rapport à l'utilisation des fichiers jpeg issus directement des appareils.

Je rappelerai, ce qui paraîtra évident pour beaucoup, qu'un fichier jpeg, c'est le fichier photo que donne par défaut un appareil photo numérique (APN), alors que le fichier Raw, c'est le fichier des données brutes (a priori !) avant tout traitement. L'appareil photo produit grâce à un calculateur interne le traitement des données Raw ce qui conduit au jpeg. L'appareil photo, malgré les progrès réalisés, ne peut pas disposer d'une puissance de calcul aussi grande que celle d'un microordinateur PC ou Mac, ce qui explique la production de fichiers jpeg directement issus des appareils sacrifiant un certain nombres de détails ou rendant de manière imparfaite certaines couleurs, textures, contrastes. Le traitement des fichiers Raw par des logiciels dédiés tels que LightRoom, DXO Optics Pro, Raw Therapee, mais aussi Capture One Pro, Irident ou Photo Ninja... permettent d'apporter un certain nombres d'améliorations par rapport aux jpegs issus des boitiers photo, notamment :

- la récupération de détails très fins

- la récupération d'informations dans des zones sous exposées ou sur exposées​

- la modification de la balance des blancs

- la modification plus facile des contrastes, teintes, saturations...​

- la diminution du bruit à haute sensibilité...

De nombreux articles traitent de ces logiciels de traitement des fichiers Raw notamment sur des sites anglais ou américains (nomadlens.com par exemple a produit un comparatif très intéressant en juin 2014, omettant toutefois le logiciel RawTherapee)

​Les résultats placent en tête Capture One Pro et DXO Optics Pro, mais classent relativement mal LightRoom.

J'ai voulu ici focaliser sur deux points :

- le traitement des photos très bruitées par DXO Optics Pro 10 (avec PRIME notamment pour le débruitage), LightRoom 5.7 et RawTherapee 4.2.

- l'évaluation de RawTherapee notamment par rapport à DXO Optics Pro que j'utilise régulièrement et donc que je maîtrise le mieux.

Le premier point étudié sera la réduction du bruit présent dans les photos prises à haute sensibilité (valeurs ISO élevées). Des photos prises en intérieur (monuments, églises...) ou de nuit nécessitent, si on souhaite se passer de flash ou si on ne peut l’utiliser (sujet trop éloigné, interdictions...) d'augmenter la valeur de la sensibilité . Les capteurs, malgré leurs progrès remarquables, lorsqu'ils travaillent en haute sensibilité, ne peuvent éviter l'apparition de bruit dans les photos. Ce bruit peut être un bruit chromatique (points de couleur artefactuels, n'ayant pas de réalité) ou  un bruit de luminance (points d'intensité lumineuse artefactuels variables. La montée en sensibilité peut également conduire à une désaturation des couleurs, ainsi qu'à une perte au niveau des détails les plus fins.

Premier exemple - Réduction du bruit - Conditions extrêmes

Voici le premier exemple : une photo prise dans une ambiance très sombre, une petite carte publicitaire appuyée à un petit récipient grillagé dans une pièce éclairée seulement par une lampe de bureau (lampe tungstène) : Sensibilité 6400ISO, 1/15s, f/5.6.

Fichier jpeg natif - 6400 ISO

Voici, ci-dessous les différentes variantes de la même zone zoomée sur la carte publicitaire :

Fichier jpeg natif - 6400 ISO

Comme vous pouvez le constater sur le fichier jpeg directement issu de l'appareil, cette image est très bruitée : beaucoup de bruit de chrominance qui rend la lecture des coordonnées en bas à droite impossible, empate les caractères, désature et dénature les couleurs...

Fichier jpeg obtenu avec RawTherapee - 6400 ISO

- Tout d'abord on peut constater que RawTherapee n'arrive pas à produire une image satisfaisante. On pourrait même considérer qu'elle est pire que le jpeg natif, à l'exception des caractères en bas à droite qu'on peut mieux distinguer que sur le jpeg natif. On peut aussi noter qu'on a pu diminuer le bruit de chrominance mais cela se fait au détriment des détails.

Fichier jpeg obtenu avec LightRoom - 6400 ISO

Le fichier obtenu avec LightRoom est nettement meilleur que le jpeg natif ou celui produit par RawTherapee. Les caractères apparaissent mieux, les couleurs sont mieux restituées, le bruit fortement diminué. Par contre dans la partie en bas à droite, la plus sombre, LightRoom peine à restituer le moindre détail. On note également un curieux effet de tramage dans l'aplat rouge autour de 4€/j.

Fichier jpeg obtenu avec DXO Optics Pro - Algorithme PRIME - 6400 ISO

Le fichier obtenu avec DXO Optics Pro (Algorithme de débruitage PRIME) est nettement le meilleur résultat : meilleure netteté, couleurs mieux restituées, moins de bruit... De plus on distingue assez clairement en bas à droite les coordonnées qu'il était impossible de lire dans les autres versions. C'est un résultat spectaculaire.

Pour vérifier que ces informations retrouvées sont bien réelles, j'ai utilisé une image de référence obtenue à 400 ISO dans de meilleures conditions d'éclairement (ci-dessous).

Fichier jpeg de référence obtenu à 400 ISO

​Les informations récupérées par DXO sont bien réelles, que ce soit la justesse des couleurs (par exemple DXO est le seul à restituer à la ligne sous Arrivals sa couleur jaune), les détails dans les caractères...


Comme on peut le constater, les différences dans ces conditions d'éclairement extrêmes sont énormes. Et il y a dans ces conditions un vainqueur par KO ; il s'agit de DXO Optics Pro (avec l'algorithme PRIME). Il faut également noter la facilité d'obtention de ce résultat avec DXO alors qu'avec les autres logiciels, il faut réellement se battre constamment entre recherche de détails et diminution du bruit, l'un s'opposant à l'autre.

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S​i vous voulez tester vos talents pour le traitement du fichier Raw par vous même, voici le lien vers le fichier Raw (21Mo)

​Deuxième exemple - Réduction du bruit

​Ce deuxième exemple concerne le traitement de fichiers obtenus avec un Nikon D610, récupérés sur le site Imaging Resource (http://www.imaging-resource.com/).

Tout d'abord l'image de référence obtenue pour une sensibilité de 100 ISO de leur scène test combinant formes, couleurs, textures très variées :​

Et ci-dessous respectivement de gauche à droite : le fichier jpeg natif, le fichier obtenu à partir de la conversion du fichier Raw par ACR et celui obtenu avec DXO (vous pouvez cliquer sur les légendes pour accéder aux fichierx originaux). La sensibilité est de 6400 ISO.

Et ci-dessous une comparaison de deux détails (jpeg de référence à 100 ISO, jpeg original à 6400 ISO et fichiers obtenus à 6400 ISO avec ACR et DXO) :

Sur ces deux premiers extraits, on constate que le fichier jpeg est le plus bruité, le moins contrasté et révélant le moins de détails. Le jpeg obtenu en traitant le Raw avec ACR vient ensuite, améliorant chacun de ces points. Enfin DXO produit le meilleur résultat avec très peu de bruit (notamment de chrominance), plus de contraste et des détails plus fins.

Sur ce troisième extrait, les résultats sont comparables, et c'est encore DXO qui fournit la plus grande finesse des détails. Et ce résultat est obtenu avec un effet de moiré dans les graduations les plus fines très minime comparé à ce que produit ACR dans cette même zone. ACR vient après avec une amélioration sensible par rapport au fichier jpeg natif.

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S​i vous voulez tester vos talents pour le traitement du fichier Raw par vous même, voici le lien vers le fichier Raw (36Mo) 

Troisième exemple - Évaluation de RawTherapee

​Ce troisième exemple montre la capacité de RawTherapee à rivaliser avec DXO dans des conditions de très bon éclairement (Bridge Canon SX50HS, photo à 100ISO, 1/500s, f/4) - site de Champasak au sud Laos :

Fichier jpeg natif (Cliquer directement sur la photo pour le fichier en taille réelle)

​Et voici les deux fichiers traités respectivement par DXO Optics Pro et par RawTherapee :

DXO (Cliquer directement sur la photo pour le fichier en taille réelle)

RawTherapee (Cliquer sur la photo pour le fichier en taille réelle)

Voici un premier extrait de ces différentes versions (respectivement fichier jpeg natif, DXO et RawTherapee) :

Cliquer directement sur la photo pour le fichier en taille réelle

Nous constatons que le fichier jpeg natif est celui qui a de loin le plus mauvais rendu. Ensuite DXO et RawTherapee sont difficiles à départager, mais il me semble que le rendu de RawTherapee est très légèrement plus fin, plus subtil.

Cliquer directement sur la photo pour le fichier en taille réelle

Cliquer directement sur la photo pour le fichier en taille réelle

Les conclusions sont les mêmes pour ces deux autres extraits. DXO et RawTherapee font sensiblement jeu égal, l'un et l'autre présentant dans certaines zones (différentes) de légers artefacts.

On peut considérer qu'il s'agit là d'un excellent résultat pour RawTherapee, qui rappelons le, est un logiciel gratuit.

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S​i vous voulez tester vos talents pour le traitement du fichier Raw par vous même, voici le lien vers le fichier Raw (15Mo)

En résumé....

Traitement d'images très bruitées (très basses lumières)

jpeg natif

Images très bruitées, couleurs désaturées, détails perdus

                    

RawTherapee 4.2

Difficultés à obtenir un bon compromis détails/bruit

LightRoom 5.7 ACR

Récupération de détails mais difficultés à diminuer le bruit (notamment chromatique)

DXO Optics Pro 10 (Prime)

Bonne récupération de détails, forte diminution du bruit, récupération de la saturation de couleurs. Mais encore quelques artefacts

 Finesse des images en bonne conditions d'éclairement

jpeg natif

Images mal définies

RawTherapee 4.2

Très bon rendu - Grande finesse

DXO Optics Pro 10

Très bon rendu

LightRoom 5.7

Non testé

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About the Author

Chercheur au CNRS, je suis passionné de photographie. J'apprécie les aspects techniques dont les avancées sont spectaculaires, mais je préfère me concentrer sur les aspects artistiques et esthétiques.

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