画像をアップスケール

作り出すのではなく、リサンプリング

画像を拡大するということは、記録されていないピクセルを推測することです。正直な推測の方法には2つの流派があります。リサンプリングは、数学的なフィルターを使って、周囲の本物のピクセルから新しいピクセルをそれぞれ求めます。ここで使っているフィルターは、窓関数付きのsinc関数で広い範囲のピクセルを重み付けするもので、ブラウザが標準で行う単純なバイリニア拡大よりも、輪郭や細い線をはるかによく保てるのはこのためです。その後、拡大用に調整したアンシャープマスクで、どんなリサンプリングでも弱まる局所的なコントラストを取り戻します。どの段階でも何も作り出しません。 結果に含まれるすべての特徴は、元の画像にある何かに対応しています。

もう1つの流派は生成型のアップスケールで、ある部分がおそらく何を写しているかを認識し、それらしい高解像度の画像を描きます。結果は劇的にシャープになりますが、それはでっち上げです。典型的な例は、くっきりと細部まで描かれた顔が、別人になって戻ってくるというものです。商品写真やポスター、装飾的なものなら、それがまさに望む結果であることも多いでしょう。しかし証拠、書類、本人確認など、判断の根拠になるものには、リサンプリングにはない危険があり、この違いは心に留めておく価値があります。

うまく拡大できるものは、何も作り出さないことから直接決まります。ロゴ、図、スクリーンショット、きれいな写真には、補間の手がかりになる本物の構造があり、説得力のある大きな画像になります。小さく強く圧縮されたJPGはそうはいきません。圧縮ノイズもほかのすべてと一緒に拡大されるので、ブロックノイズやリンギングが4倍の大きさになり、かなり目立つようになります。どれだけ拡大するよりも、見つけられる最も大きな元画像から始めるほうが優れています。

出力はPNGです。輪郭を丁寧に再構成した直後に非可逆のファイルを書き出すと、その作業の一部が台無しになるからです。そのため結果のサイズは大きくなります。4×の拡大ではピクセル数が16倍になるので、Webページに載せるなら後で圧縮してください。上限は固定のルールではなくメモリによって決まり、一般的なノートパソコンで出力がおよそ6000×6000まで、スマートフォンではそれより小さくなります。

ほかの目的には

作り出されたディテールでも構わない写真なら、生成型のアップスケーラーは本当に別次元で、そうでないふりをするのは不誠実です。Real-ESRGANやwaifu2xはローカルで動作し、無料で、顔、毛並み、草木、アニメのイラストでは、このツールでは到底及ばない結果を出します。ただし、それが生み出すのはそれらしい写真であって、あなたの写真を高解像度にしたものではありません。

スキャンした文字の場合は、そもそもアップスケールは適切な方法ではないことがほとんどです。文字を読み取って組み直せば、大きくなったぼやけではなく、無限にくっきりしたものが得られます。スクリプトや大量の処理には、ImageMagick -filter Lanczos -resize 400% やlibvipsで、同じリサンプリングをコマンドラインから、気にするほどのメモリの上限なしに行えます。