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Séparation de fréquence et retouche photo

Définition et utilisation de la séparation de fréquence corriger des défauts : ombres, flares, défauts de peau…

Pour ceux qui ne veulent pas tout lire : le mémo

  • Créer une copie fusionnée (pixellisée donc) et la dupliquer.
  • nommer basses fréquences-couleurs la première copie et hautes fréquences-texture la seconde (au dessus de la première)
  • regrouper ces deux calques dans un dossier nommé séparation de fréquence
  • désactiver la visibilité du calque texture
  • sélectionner le calque couleurs et lui appliquer un filtre buit> médiane en réglant le rayon de façon à ne plus voir les détails (variable suivant le capteur, niveau de zoom et type de photo)
  • Activer la visibilité du calque texture et le sélectionner.
  • Menu image > appliquer une image, sélectionner le calque couleurs dans la liste, couche RVB,
    – pour une image en 16 bits : opération = addition, opacité 100%, échelle 2, décalage 0, cocher la case inverser
    – Pour une image 8 bits (jpeg) : opération soustraction, opacité 100%, échelle 2, décalage 128, ne pas cocher la case inverser
  • passer le calque des hautes fréquences-texture en mode de fusion lumière linéaire
  • Vérification : passer le dossier séparation de fréquence en mode différence. TOUT doit être noir. Repasser en mode transfert si c’est bien le cas, sinon recommencer !
  • Désactiver la visibilité de tous les calques sauf celui des basses fréquences – couleurs
  • Ajouter un ou plusieurs calques vides au dessus de ce calque et avec le pinceau mélangeur (en cochant la case échantillonner tous les calques) tirer les couleurs d’une zone proche d’un défaut vers l’intérieur de celui-ci. Procéder par petits coups répétés pour unifier la couleur/luminosité.
  • Activer le calque des textures. Travailler soit directement dessus soit sur une copie de ce calque texture, écrêté sur lui et passé en mode de fusion normal
  • Avec le tampon, réglé pour n’échantillonner que le calque actif, prélever une texture correspondant à la zone à corriger et l’appliquer
Séparation de fréquence : ordre des calques et paramètres pour le calque des textures, pour une image 16 bits
Séparation de fréquence : ordre des calques et paramètres pour le calque des textures, pour une image 16 bits

Hautes et basses fréquences

En musique comme en photo, pour qu’il y ait une harmonie, un équilibre agréable à l’oreille ou à l’oeil, il faut que la composition couvre un spectre de fréquences.

En musique, les basses fréquences sont celles émises par le tuba, la basse, les instruments qui émettent des sons graves. Elles apportent une fondation et une profondeur à la composition.
Dans une image, les basses fréquences correspondent aux grandes zones de couleur ou de lumière, elles donnent la structure générale. Les transitions entre les différentes zones sont douces, graduelles.

Les hautes fréquences en musique sont apportées par le violon ou la flute par exemple, qui émettent des sons aigus et apportent les détails fins et les nuances.
Dans une image, les hautes fréquences correspondent aux textures, aux contours nets, aux détails fins et aux transitions brusques. Ce sont elles qui donnent les détails, la sensation de netteté.

Hautes et basses fréquences, son et image
Hautes et basses fréquences, son et image

Sur un plan plus théorique, une image peut être vue comme une onde. Quand on parle d’une fréquence sonore on parle de variation en fonction du temps. Ici on regarde les variations de couleur et de luminosité d’un pixel à l’autre, donc en fonction de leur distance. Les détails fins correspondent à des variations rapides de l’amplitude, donc à des hautes fréquences, ce que l’on observe au bord d’un objet où l’on passe brutalement du noir au blanc, la distance entre deux pixels de luminosité, teinte, saturation différents est courte. Inversement, dans le ciel par exemple, on a de grandes zones sans grande modification d’un pixel à l’autre, ce qui correspond aux basses fréquences.

Un morceau de musique où seuls les sons graves (basses fréquences) seraient présents, manquerait de netteté et de finesse. Mais sans eux le son serait clair mais pointu, sans profondeur.
Une image qui ne contiendrait que des basses fréquences serait floue et douce, sans détails. Mais si on ne garde que les hautes fréquences, l’image est nette mais sans couleurs, sans douceur ni transitions harmonieuses.

En musique, on peut harmoniser un enregistrement en enregistrant séparément les différents instruments, donc les hautes et les basses fréquences, et en mixant ensuite l’ensemble en réglant la contribution de chaque instrument.
En photo, on peut séparer les hautes et les basses fréquences et travailler séparément dessus comme nous allons le voir.

Il y a deux utilisations principales en photo de la séparation de fréquence : pour renforcer la netteté et pour corriger des défauts.

Les hautes fréquences pour renforcer la netteté

Les hautes fréquences correspondent aux fins détails dans une photo. Quand il y a une sensation de manque de netteté, renforcer les hautes fréquences est une des (nombreuses !) méthodes que l’on peut mettre en oeuvre pour corriger cette sensation. Dans ce cas on ne s’intéresse qu’aux hautes fréquences et dans photoshop on peut utiliser un filtre dédié : le filtre passe haut qui comme son nom l’indique ne laisse passer que les hautes fréquences, donc les détails. On le trouve dans le menu filtres > divers > passe haut.

Image initiale, manque de netteté sur les montagnes
Image initiale, manque de netteté sur les montagnes
Filtre passe-haut
Filtre passe-haut
Utilisation du filtre passe haut
Application du filtre passe haut

Ce traitement est à faire une fois que l’on n’a plus besoin de revenir sur les réglages du fichier raw. Si on a déjà toute une pile de calques de réglages avec des masques par exemple, il faut commencer par créer une copie fusionnée, c’est à dire un calque qui intègre toutes les modifications faites jusque là. Le raccourci de la mort qui tue : ctrl maj alt E ! Si il n’y a qu’un seul calque, il suffit de le dupliquer. Ce nouveau calque est transformé en objet dynamique afin de pouvoir revenir par la suite sur les réglages du filtre qu’on va y appliquer et tester différents réglages.

Pour que l’image soit visible ici, j’ai mis une valeur de 11 pixels comme rayon dans les options du filtre passe haut, mais cette valeur est généralement trop élevée. Suivant la taille du fichier et l’effet souhaité, une valeur entre 4 et 8 pixels souvent plus adaptée. Mais il faut tester ! On peut régler l’intensité de ce filtre. Plus on le pousse vers la droite, plus on laisse passe de basses fréquences et on voit réapparaitre des couleurs. On obtient une image grise, avec de fines lignes.

Pour appliquer l’effet de l’image avec filtre sur l’image orginale, on utilise un mode de fusion. Généralement le mode incrustation est approprié mais si on veut donner des effets particuliers, on peut également tester les modes lumière tamisée, crue, linéaire…
Le réglage de l’instensité du filtre se fait également en réglant son opacité. On peut aussi utiliser un masque pour qu’il ne s’applique que sur une partie de l’image. Ici par exemple, le filtre passe-haut appliqué sur les bouleaux jaunes leur donne un aspect « croustillant » pas naturel. Comme il y a un mode de fusion appliqué au calque sur lequel le filtre a été appliqué, pour ajouter un masque je le mets dans son propre dossier et c’est sur celui-ci que j’applique le masque.

La séparation de fréquence pour corriger des défauts

La séparation de fréquence est très utilisée en portrait pour supprimer des défauts de la peau (boutons, rides, taches) en conservant la couleur mais également une structure : une correction qui lisse trop donne un aspect plastique très peu esthétique.
Mais on peut aussi utiliser la séparation de fréquence en photo de paysage. Parmi les utilisations possibles, citons la suppression des flares (les ronds colorés créés par l’objectif en cas de contre jour), des ombres (la sienne bien souvent quand on a le soleil dans le dos !) et d’une façon générale toutes les situations où l’on doit corriger la couleur et/ou la luminosité mais en conservant la structure, les détails.

Principe

Le principe c’est de commencer par séparer les hautes fréquences sur un calque, les basses sur un autre. En les réassociant, avant d’avoir fait la moindre correction, on doit retrouver l’intégralité de l’image d’origine, ce que l’on va vérifier.

Sur la partie basses fréquences, on lisse les couleurs, les luminosités, on adoucit les transitions.
Sur la partie hautes fréquences, on peaufine les corrections mais surtout on rétablit la structure, les détails, en copiant celle d’une autre zone de l’image qui correspond.
Voyons tout-cela étape par étape

Création de deux copies de l’image

Attention ! Comme pour le filtre passe-haut, le travail doit être fait une fois qu’on est certain de ne plus avoir besoin de revenir sur le fichier raw. On travaille en effet sur des pixels que l’on va mélanger ou copier coller.
Comme précédemment, on crée une copie fusionnée, et on duplique celle-ci.
On a donc de bas en haut
– la photo de départ
– Les différents calques de réglage qu’on a pu y ajouter si besoin (optionnel mais fréquent)
– Une première copie fusionnée que l’on renomme basses fréquences – couleurs
– et au dessus une copie de cette copie fusionnée que l’on renomme hautes fréquences – texture (ou détails)
les basses fréquences sont sur le calque du bas et les hautes sur celui du haut. Ces deux calques sont des calques de pixels.
On regroupe les deux nouveaux calques dans un dossier qu’on nomme séparation de fréquence.

Important : on désactive la visibilité du calque des hautes fréquences
Sur le calque des basses fréquences, on applique un filtre > bruit > médiane dont on règle le rayon pour que les fins détails disparaissent, mais que l’on voit encore les différentes masses de couleur et de luminosité différentes (ci dessous, à gauche). Suivant la taille du fichier (et donc du nombre de pixels de l’image), le rayon a appliquer peut varier. Pour une image de 26 Mpix par exemple, 15- 20 px de rayon donnent en général un bon résultat.
En appliquant ce filtre, on supprime les détails et donc on supprime les hautes fréquences pour ne garder que les basses.

AVANT DE FAIRE QUOI QUE CE SOIT D’AUTRE sur le calque des basses fréquences, on réactive et on sélectionne le calque des hautes fréquences sur lequel on va soustraire le calque des basses fréquences. Pour cela, on applique une image (menu image > appliquer une image) avec les paramètres suivants (illustration du milieu ci-dessous) :
– calque : on sélectionne celui des basses fréquences
– couche : RVB
– opération : Addition (et oui !) mais surtout on n’oublie de cocher la case inverser qui va transformer l’addition en soustraction (et ce n’est pas la même chose que de sélectionner soustraction, attention !)
– opacité : 100%
– échelle : 2
– décalage : 0

Ces paramètres sont valables pour une image en 16 bits, autrement dit pas pour les jpeg qui sont toujours en 8 bits pour lesquels ont garde les mêmes paramètres sauf pour l’opération qui cette fois est soustraction (sans cocher la case inverser), et ou le décalage est de 128.

Ceci génère comme avec le filtre passe-haut une image qui ne garde que les hautes fréquences. Mais on n’utilise pas ici ce filtre passe haut car il faut que remis ensemble, les deux calques recouvrent toutes les fréquences de l’image, et ici, haute fréquences = photo de départ – calque des basses fréquences.

L’image obtenue sur le calque des hautes fréquences est quasiment dépourvue de couleurs. Quasiment car les très petites zones très colorées, comme les deux personnages à supprimer dans cet exemple, sont en fait des détails très colorés et on les retrouve sur ce calque.
On passe ce calque des hautes fréquences en mode de fusion lumière linéaire (pas un autre mode !).

Avant de commencer les corrections, il est prudent de vérifier qu’on a bien préparé les deux calques. Pour cela, on active leur visibilité et celle de l’image de départ et on passe le groupe séparation de fréquence en mode différence. Si la somme des hautes + basses fréquences couvre bien l’ensemble du spectre de l’image de départ, on doit obtenir une image entièrement noire montrant l’absence de différence. Si c’est bien le cas, repasser le groupe séparation de fréquence en mode transfert.

Ajout du filtre > bruit > médiane sur le calque des basses fréquences
Ajout du filtre > bruit > médiane sur le calque des basses fréquences
Soustraction des basses fréquences pour ne garder que les hautes fréquences
Soustraction des basses fréquences pour ne garder que les hautes fréquences
Après correction des basses fréquences
Après correction des basses fréquences : effacement des personnes et de mon ombre en bas à droite

Identifier la « fréquence » du défaut à corriger

Parfois le défaut est essentiellement présent dans les hautes ou les basse fréquences. Avant de commencer le travail, il est donc intéressant de repérer les zones à corriger et, en désactivant alternativement la visibilité des calques de hautes et de basses fréquences, de définir s’il faut corriger les deux calques ou si un seul suffit. Mais le plus souvent, il faudra corriger à la fois les hautes et les basses fréquences. Et on fait souvent des aller-retours entre les corrections sur les hautes et les basses fréquences. Mieux vaut y aller par petites touches.

Je voudrais supprimer 4 élements dans la photo de départ : mon ombre en bas à droite, et 4 personnes (je garde celui en rouge qui est assis, il donne l’échelle). J’ai entouré ces éléments sur le avant-après ci dessous.
On peut utiliser différents outils pour cela. Pour être franche, pour les petits personnages en particulier, le plus efficace et rapide, c’est l’outil supprimer, ou bien même le tampon en mode normal ! Mais ici ils permettent de bien comprendre comment fonctionne la séparation de fréquence.

Image de départ avec les éléments à corrigerRésultat de la correction par séparation de fréquence

Corrections sur le calque des basses fréquences

Pour garder un droit à l’erreur, je préfère ne pas travailler directement sur ce calque. On peut dupliquer ce calque et travailler dessus, mais cela alourdit le fichier. Je préfère ajouter un calque vide au dessus de lui. On peut du reste superposer plusieurs calques vides et faire les modifications successives sur des calques séparés pour décomposer le travail.
On va corriger les couleurs et la luminosité du défaut en y injectant celles d’une zone juste à côté.

L’outil le plus utile c’est le pinceau mélangeur. Il se trouve dans la barre d’outil avec le pinceau : il faut faire un clic long sur le pinceau normal pour qu’il apparaisse.
Il permet de mélanger les pixels, comme on le ferait avec de la peinture qui ne serait pas encore sèche : on met le pinceau la zone de départ et on le tire vers celle d’arrivée. La couleur et la luminosité des pixels de départ vont se mélanger avec celles de la zone d’arrivée. Si on fait des allers-retours multiples sur une même zone, la couleur résultante sera un mélange complet des deux et les deux couleurs de départ disparaissent.

Options du pinceau mélangeur
Options du pinceau mélangeur

Le pinceau mélangeur prend au départ les options du pinceau normal qui est sélectionné. Si vous avez téléchargé et activé un pinceau carré, votre pinceau mélangeur sera donc carré. Sélectionnez donc plutot un pinceau standard : rond à bords flous. Sa taille et sa dureté se règlent comme pour le pinceau de base.
Prenons l’exemple d’une correction d’une ombre. On va « tirer » les couleurs de la zone à côté de cette ombre dans la zone de l’ombre par petits coups sucessifs, de l’extérieur de l’ombre vers elle.
On veut donc qu’à chaque coup de pinceau, celui ci soit nettoyé. Pour cela, on choisit « nettoyer le pinceau » au N°1 dans l’illustration ci-dessus, on laisse décochée la case suivante et cochée la case numéro 2.
Le menu déroulant à côté permet de sélectionner des options prédéfinies du pinceau, ou bien on peut comme ici mettre ses propres paramètres pour son humidité (n°3), sa charge (n°4), c’est à dire la quantité de matière qu’il prélève dans la zone de départ, le mélange qu’il fait avec la couleur d’arrivée (n°5), et enfin le flux (N°6), paramètre identique à celui du flux du pinceau normal.
Les paramètres à 25% font une bonne base mais on peut changer ces paramètres en fonction des besoins. On peut notamment diminuer le flux quand on fait des retouches de peau.

Si on travaille sur un calque vide au dessus du calque basses densités-couleurs, il est indispensable de cocher la case N°7 « échantillonner tout » sinon, on mélange du vide avec du vide.
Et il est également indispensable de désactiver la visibilité du calque des hautes fréquences car malheureusement il n’y a pas d’option « echantillonner les calques inférieurs ». Si on laisse le calque des hautes fréquences visible, on va également tenir compte de celles ci ! ce n’était pas la peine de séparer les hautes et les basses fréquences…

On peut également utiliser le tampon de duplication pour copier une couleur d’une zone de départ sur une zone d’arrivée.
L’outil doigt, que l’on trouve dans la barre d’outils avec les outils goutte d’eau et netteté, est un viel outil de photoshop. Comme le pinceau mélangeur, il « tire » les pixels d’une zone dans une autre. Mais il ne travaille que sur un calque de pixels, pas sur un calque vide en intégrant les valeurs des calques du dessous. Je ne l’utilise plus.

Par petites touches successives, on fait en sorte d’unifier la couleur et la luminosité des zones à corriger avec celles des zones d’arrivées. Cela peut demander un peu de patience 😏.

Corrections sur le calque des hautes fréquences

Quand on réactive le calque des hautes fréquences, on voit que le travail sur les bases fréquences a certes corrigé les ombres et les défauts comme des flares, mais ces zones, si elles ont maintenant la bonne couleur, sont souvent sans aucun détail. Même lorsque le défaut est majoritairement dans les basse fréquences, le fait d’avoir mélangé les couleurs crée parfois des zones un peu plates.
On va donc récupérer de la texture dans une zone proche et venir la coller là ou il faut. Copier+coller = tampon !

On prend donc le tampon, et on le règle sur une opacité de 100% et un flux de 60-80%. Il faut en effet récupérer une texture et si on donne trop de coups de tampons avec un flux faible, celle ci sera floue. Très important : on ne veut copier que la texture qui est sur le calque des hautes fréquences, sans tenir compte des calques qui sont en dessous. Par conséquent, il faut n’échantillonner que le calque actif, et surtout pas actif et inférieur ou tous les calques dans la barre d’options de l’outil tampon.

On peut soit travailler sur le calque de hautes fréquences/textures directement, soit travailler sur une copie de celui-ci si on veut pouvoir revenir en arrière.
Important : si on duplique le calque de hautes fréquences, on duplique son effet ! (c’est moche !). Il faut donc écrêter la copie sur le calque des hautes fréquences et passer son mode de fusion sur normal.

Rappel : écrêter un calque N°1 sur un autre N°2 situé en dessous, c’est faire en sorte que ce qu’on fait sur le calque 1 n’ait d’effet QUE sur le calque 2, et sur aucun des autres calques du fichier. Il y a plusieurs techniques pour cela. Celle que j’utilise c’est toujours de sélectionner le calque N°1 et de faire le raccourci clavier « ctrl alt G » . Le calque 1 dans le panneau des calques se décale alors vers la droite et une petite flèche le relie au calque 2.

Que ce soit directement sur le calque des hautes fréquences, ou sur sa copie écrétée et passé en mode de fusion normal, on sélectionne avec le tampon une zone dont la texture correspond à celle que devrait avoir la zone à traiter et on l’applique sur cette zone.
L’intérêt de travailler sur une copie du calque des hautes fréquences, c’est qu’on peut supprimer cette copie et recommencer facilement si le résultat ne va pas. Si on a travaillé directement sur le calque des hautes fréquences et qu’on veut recommencer, il faut… tout refaire car le calque des hautes fréquences est généré en soustrayant le calque des basses fréquences AVANT qu’on y fait des modifications.
Alternativement, avec la méthode que je préconise, c’est à dire de travailler en ajoutant des calques vides au-dessus du calque des basses fréquences et en travaillant dessus, c’est plus facile de recommencer quand on s’est trompé, car on régénère facilement le calque des hautes fréquences dans ce cas. Cela évite d’alourdir le fichier.
Ca a l’air compliqué comme ça je le reconnais mais c’est plus facile à faire qu’à expliquer !

Séparation de fréquence pour corriger les flares

Les flares, ce sont ces sortes de ronds (plus ou moins !) colorés qui apparaissent quand le soleil est dans le champ et qu’il crée des reflets entre les différentes lentilles de l’objectif. Cela peut être recherché pour créer un effet mais bien souvent, on préfère ne pas les voir. Ils sont difficiles souvent à corriger avec les outils de type tampon ou suppression. Le remplissage utilisant l’IA peut être très efficace mais s’il y a beaucoup de flares, cela coûte cher en crédits ! La séparation de fréquence est un outil de choix dans ce cas. Voici un exemple :

Séparation de fréquence pour corriger des flares : avantSéparation de fréquence pour corriger des flares : après

Séparation de fréquence pour corriger des tâches de capteur ou des gouttes d’eau

Les tâches de capteur sont une plaie sur les boitiers hybrides qui comme le mien n’ont pas de volet qui protège le capteur quand on change d’objectif. Le capteur se nettoie aisément avec un peu de soin, mais quand on le fait c’est qu’on s’est rendu compte justement qu’il était sale !
Il y a plusieurs méthodes pour nettoyer ces tâches. La plus simple, très efficace dans de nombreux cas, c’est la suppression des défauts dans lightroom (ou camera raw) en activant la case afficher les défauts quand on a sélectionné l’outil supprimer. Les tâches de capteur apparaissent comme des ronds bien caractéristiques et l’outil supprimer permet de s’en débarrasser facilement.
Cependant, si on ouvre cette photo dans photoshop et qu’on ajoute une courbe de solarisation, on s’aperçoit qu’il y en a bien plus ! Pour une publication sur le web ou une impression en petit format, cela peut passer mais pour imprimer en grand format… La séparation de fréquence est idéale dans ce cas et la courbe de solarisation (en faisant varier sa luminosité avec la courbe normale qu’on place en dessous d’elle) permet de bien voir ces défauts et de vérifier qu’ils sont parfaitement corrigés. Par la même occasion, je peux unifier le ciel et supprimer un reliquat de vignetage dans les coins du ciel.

Visualisation des tâches capteur dans lightroom
Visualisation des tâches capteur dans lightroom
Visualisation des tâches capteur dans photoshop avec une courbe de solarisation
Visualisation des tâches capteur dans photoshop avec une courbe de solarisation
Après correction des tâches de capteur et du vignetage
Après correction des tâches de capteur et du vignetage
Image finale
Image finale

La séparation de fréquence sur des portraits

la séparation de fréquence est très utilisée pour corriger des défauts de peau sur des portraits (boutons, rides, ombres trop marquées…). Cela permet en effet de corriger les défauts mais en restituant une texture naturelle.
La photo ci-dessous est celle de mes parents le jour de leurs 80 ans. C’est un jpeg. J’ai fait plusieurs modifications sur cette photo :
– remplacement du ciel tout blanc
-remplissage génératif pour supprimer les deux personnes en arrière plan
– suppression du grillage en bas à gauche
et enfin séparation de fréquence pour atténuer les rides et les ombres les plus marquées. On pourrait pousser ce traitement bien plus loin mais supprimer les rides complètement sur un visage d’une personne âgé c’est lui enlever sa personnalité à mon avis.

Correction des défauts de peau - avantCorrection des défauts de peau - après

Conclusion

La séparation de fréquence est un outil puissant pour faire des retouches délicates, en particulier lorsque les autres outils, y compris ceux faisant appel à l’IA, montrent leurs limites. J’ai mis ici quelques exemples mais cette technique peut être utilisée en particulier dès lors qu’il faut conserver, modifier ou restaurer une texture.
Il faut un peu d’entraînement pour la maîtriser mais elle en vaut le coup !

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