Das geschärfte Bild Bs errechnet sich nach folgender Formel aus dem Originalbild B und dem weichgezeichneten Bild Bw:
Bs = 2*B – Bw
Gerechnet wird mit den Tonwerten der Bildpixel, getrennt nach Farbkanälen. Die Berechnung muss in zwei Schritten erfolgen, da sonst Zwischenergebnisse, die kleiner als 0 und größer als 255 sind, abgeschnitten werden und im Ergebnis fehlen. Die für diesen Zweck umgeformte Formel lautet:
Bs = B + (B – Bw+ 128) – 128
Zuerst wird der Klammerausdruck errechnet, er ergibt das Hochpassbild. Die folgende Abbildung zeigt das Prinzip.
In einem Programm, das den 32-Bit-Modus unterstützt (derzeitig ist mir nur Photoshop ab CS2 bekannt), lässt sich die USM-Formel ohne Umwege umsetzen. Das Bild muss zuvor in den Modus "32-Bit-Kanal" konvertiert werden. Die Bildebene mit dem Originalbild wird nun zweimal dupliziert und die oberste Ebene des damit entstandenen Stapels weichgezeichnet. Diese Ebene erhält den Mischmodus Subtrahieren, die mittlere Ebene (welche die unveränderte Kopie des Originals enthält) erhält den Mischmodus Hinzufügen. Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau in der Photoshop-Ebenenpalette.
Wie schon der Name sagt, beruhen Unscharf-maskieren-Filter auf einer Weichzeichnung. Um diese Technik selbst nachzuvollziehen, benötigen Sie lediglich den Gaußschen Weichzeichner und die Mischmodi Addieren und Subtrahieren. Besonders einfach geht es im 32-Bit-Modus von Photoshop (siehe Randspalte unten). In anderen Programmen ohne 32-Bit-Modus ist ein kleiner Umweg und die Benutzung der Bildberechnungsfunktion nötig. Die Formel, die damit umgesetzt wird, steht in der Randspalte. Die folgende Erklärung bezieht sich auf das Programm Paint Shop Pro.
Das zu schärfende Bild nennen wir Bild1. Duplizieren Sie es mit Fenster>Duplizieren (Tastenbefehl Umsch+D). Das Duplikat erhält automatisch den Namen Bild2.
Wenden Sie auf Bild2 den Befehl Anpassen>Bildschärfe verringern>GaußscherWeichzeichner mit einem relativ geringen Radius (beispielsweise 3) an.
Öffnen Sie den Dialog Bild>Berechnung und nehmen Sie die in der Abbildung unten links gezeigten Einstellungen vor. Damit wird Bild2 von Bild1 subtrahiert. Der Wichtungsfaktor sorgt dafür, dass keine Tonwerte kleiner als null werden und so verloren gehen. Das Ergebnis (Bild3) ist ein fast völlig graues »Kantenbild« – es enthält nur noch die Kanteninformation und wird auch als Hochpassbild bezeichnet.
Führen Sie die zweite Berechnung mit den unten rechts gezeigten Einstellungen aus. Damit wird zum Kantenbild das Originalbild addiert und über den (jetzt negativen) Wichtungsfaktor der vorhin zugeschlagene Betrag wieder abgezogen. Das Ergebnis (Bild4) ist ein scharfgezeichnetes Bild.
Die Einstellungen für den ersten und zweiten Rechenschritt der USM-Simulation.
Das Ergebnis ist identisch mit dem Ergebnis des USM-Filters, wenn Sie dort als Radius denselben Wert einstellen wie hier im Gaußschen Weichzeichner. Sie können das leicht überprüfen: Legen Sie beide Bilder als Ebenen übereinander und geben Sie dem oberen den Mischmodus Differenz. Es sollte ein völlig schwarzes Bild entstehen, dessen Histogramm nur Pixel vom Tonwert null hat (Mittelwert und Median müssen beide null sein).
Die Stärke-Einstellung im USM-Filter lässt sich durch eine Kontrasterhöhung des Kantenbildes nachbilden. Wenn Sie vor dem zweiten Rechenschritt den Kontrast des Kantenbilds verdoppeln (im Dialog Anpassen>Helligkeit und Kontrast>Helligkeit/Kontrast den Kontrast auf +50 einstellen), kommt dies einer Stärke-Einstellung von 200 % gleich.
Auch die Funktion Hochpass-Schärfen lässt sich schnell nachstellen. Legen Sie das als Zwischenergebnis gewonnene Kantenbild (Bild3) als Ebene über das Original und stellen Sie als Mischmodus Überzug, Hartes Licht oder Weiches Licht ein. Das ist schon alles. Wenn das Ergebnis mit dem des PSP-Filters völlig identisch sein soll, müssen Sie Bild3 vorher noch in Graustufen umwandeln.
Das Kantenbild (Bild3) wird mit dem gewünschten Mischmodus über das Original gelegt – fertig ist die Hochpass-Schärfung.