【waifu2x-caffe】画像を高画質で綺麗に拡大するソフトの使い方

2021年11月7日ソフト

waifu2x-caffeのアイコン

この記事では、AI技術で画像を高画質で綺麗に拡大するソフト「waifu2x-caffe」について書きます。

画質が荒い画像を2倍、3倍と好きな倍率で綺麗に拡大できます。

waifu2x-caffeのスクリーンショット

AI技術で、画質が悪い画像を高画質に変換してくれるサイト「waifu2xのWindowsのソフト版です。難しい設定をすることなく、ドラッグ&ドロップの直感的な操作で画像を高画質化できます。

ウェブ版よりもWindows版の方が、操作が簡単です。複数画像を一括で処理することもできます。Windows10、Windows11、どちらでも利用できます。

出力する拡張子は、PNG、BMP、JPG、WEBPなどの中から選択できます。

出力する時に、深度ビット数、変換モード(ノイズ除去と拡大、拡大、ノイズ除去の中から選べる)、レベル0~3のノイズ除去レベル、拡大サイズなどを調整できます。2倍、4倍、8倍などのように任意のサイズ(倍率)を指定できます。変換後の横幅、縦幅での指定も可能です。

アニメやイラストなどの二次元、風景や人物などの三次元の写真、どちらでも利用できます。

日本語に対応しているので、初心者でも利用できます。初めて使ったら、絶対びっくりすると思います。画質が荒い画像を、サクッと高画質にできます。

文章より、見た方が分かりやすいと思うので、僕が飼っている亀の写真で検証してみた画像を貼っておきます。

1枚目がペイントでそのまま拡大した画像、2枚目が本ソフトで拡大した画像です。どちらも縦サイズ500pxにしています。同じ拡大という作業なのに、本ソフト経由で拡大すると、より綺麗に拡大できます。

ペイントで拡大した画像とwaifu2x-caffeで拡大した比較写真 水中にいる亀写真

本ソフトの仕様上、少しイラスト風にはなっていますが、明らかに綺麗です。

本ソフトは、ディープラーニング(深層学習)と呼ばれるシステムを持ったAIが、画像の足りないピクセル(部分)を補う仕組みになっています。画像を読み込ませると、AIが「この画像は、この部分が足りていないよね?だから、私が追加してあげよう!」って感じで勝手に修正してくれます。すごい技術です。

もっと言うと、畳み込みニューラルネットワーク(Deep convolutional neural networks)と呼ばれるアルゴリズムの技術を活用しているそうです。画像のアルゴリズムは、色々あるので調べてみると結構面白いです。(詳しくはこちら

まさに、AIの技術力を体感できるソフトです。画質が悪い写真・画像をお持ちの方は、ぜひ試してみてください。初めてやった時、僕はリアルに感動しました。

【2022年3月23日追記】他製品の紹介

本記事とは全然関係ないのですが、動画の拡張子を別の拡張子に変換するソフト「FonePaw スーパーメディア変換」というのもあります。

FonePaw スーパーメディア変換 動画を追加する

動画の拡張子を、劣化無しでMP4、AVI、MOV、MP3などの拡張子に変換できます。MP4をMOV、AVIにする、MP4から音楽だけを抽出する…といったことができます。

動画の編集機能も搭載されています。回転、反転、トリミング(分割)、クロップ、ファイル結合、コントラスト・輝度などのフィルター調整、ウォーターマーク(透かし)の追加…といったことができます。DVDのリッピングも可能だそうです。

無料版と有料版があり、無料版だと1ファイル5分までといった制限があります。5分以内の動画なら、無料でも変換・編集できます。

動画の拡張子をサクッと変換できます。

Windows10、Windows11どちらでも利用できます。日本語に対応しています。

提供元:lltcggie
記事執筆時のバージョン:1.2.0.4(2020年9月5日)

ダウンロード方法

以下のサイトからダウンロードできます。

最新バージョン(記事作成時では、ver 1.2.0.4)の「waifu2x-caffe.zip」をダウンロードします。

Releases · lltcggie/waifu2x-caffe · GitHub

ダウンロードが完了したら、圧縮フォルダーになっているので解凍します。右クリック→開くから解凍します。

ダウンロードした「waifu2x-caffe.zip」圧縮フォルダーの解凍

解凍できたら、フォルダーの中にある「waifu2x-caffe.exe」をクリックで起動します。

「waifu2x-caffe.exe」の起動

使い方

画像の登録

綺麗にしたい画像を登録します。

本ソフトの「入力パス」という部分に向かって、画像をドラッグ&ドロップします。参照ボタンをクリックして、指定することもできますが、直感的に操作できるドラッグ&ドロップがおすすめです。

フォルダーも取り込めます。この場合、フォルダー内にある画像が一括で取り込まれます。フォルダーではなく、画像をそのまま複数選択して登録することもできます。

実際にドラッグ&ドロップで追加してみた動画を貼っておきます。

それぞれの項目を設定していきます。1度設定しておけば、次回以降、設定する必要はありません。いつでもオプションは変更できます。

waifu2x-caffeの各機能に印をつけたスクリーンショット
  1. 変換モード
  2. ノイズ除去レベル
  3. 拡大サイズ
  4. 出力深度ビット数
  5. モデル
  6. 処理速度設定
  7. 実行

変換モード

「画像をどう処理するか?」を指定します。基本的には、「ノイズ除去と拡大」のままでいいかなと思います。元画像の大きさが十分にある場合、写真を二次元のイラスト風にしたい場合は、ノイズ除去がいいかなと思います。

ノイズ除去レベル

どのくらいノイズを除去するか設定します。綺麗にしたい画像が荒ければ荒いほど、数字を大きくしてみましょう。数字を大きくすると、それだけ綺麗な画像になりますが、仕上がりがイラスト風(二次元)っぽくなってしまいます。

僕は、レベル1にしています。

拡大サイズ

画像の拡大率を選択します。

拡大率で指定2倍、3倍と拡大前の画像に対しての倍率で指定
変換後の横幅で指定変換後のどちらかの画像サイズで指定
変換後の縦幅で指定
変換後の縦横幅で指定変換後の縦、横のサイズを指定

僕は、よく「拡大率で指定」を使っています。2なら元画像の2倍の大きさ、10倍なら10倍の大きさにしてくれます。

数字が大きいほど画像は大きくなりますが、処理の時間が増えます。拡大しすぎると、画像がのっぺりしたイラスト風になります。おすすめは、2倍~4倍程度です。

出力深度ビット数

8ビットか16から選べます。16ビットの方が綺麗になりますが、その分処理も長くなります。僕が試した範囲だと、違いが分からなかったので、処理が早い「8ビット」がいいかなと思います。

モデル

変換する画像によってモデルを変えます。

僕の亀ちゃんの場合、3次元の写真なので、写真・アニメを選びます。と思ってたんですが、2次元イラストとアニメって何か違うんでしょうか…。よく分かりません。

以下、公式サイトの説明を、僕なりに解釈して書いておきます。詳しく知りたい場合は、公式サイトをご覧ください。

2次元イラスト(RGBモデル)通常の2次元イラスト用
写真・アニメ(Photoモデル)通常の写真・アニメ用
2次元イラスト(UpRGBモデル)通常モデルよりも、高速に処理・綺麗にしてくれる
ただし、通常よりもパソコンに負荷がかかる
写真・アニメ(UpPhotoモデル)画像の輝度のみを変換
2次元イラスト(Yモデル)UpRGBモデルよりもさらに綺麗にしてくれる
2次元イラスト(UpResNet10モデル)一番綺麗にしてくれる
2次元イラスト(CUnetモデル)一番綺麗にしてくれる

2次元なら「2次元イラスト」、写真なら「写真・アニメ」を選んでおけば、間違いないと思います。

TTAモデルは、チェックを入れることで画像が綺麗になりますが、その分処理が遅くなります。僕の環境だと、かなり処理が遅くなりました。

通常モードとTTAモデルの処理時間の比較画像 通常モードだと17秒だったが、TTAモードだと2分もかかってしまう

肉眼だと、違いを感じられなかったので、チェックを外したほうがいいんじゃないかなと思います。

処理速度設定

画像の処理速度を設定できます。

基本的には、分割サイズとバッチサイズの両方の数字を大きくすれば、画像の処理が早くなります。その分、パソコンに負荷がかかるので、パソコンにあった最適な数字を選びましょう。

負荷が大きくなるとパソコンが固まったり、ソフトが強制終了する恐れがあるので、時間がかかってもいいという場合は、両方変えないほうがいいんじゃないかなと思いました。僕は、時間はいくらかかってもいい派なので何も変えてません。

分割サイズは38、バッチサイズは1のままです。

僕の環境だと、数字を大きくしたら、逆に遅くなりました。処理する画像の枚数やモデルなどの要素次第では、早くなるとは限らないようです。

実行

処理を開始します。実行をクリックします。

この処理は、取り込んでいる画像が多いほど時間がかかります。パソコンの性能にもよりますが、僕の環境だと、1枚5秒程度かかりました。

以下のようなエラーが表示された場合、こちらの設定を確認してみてください。

エラー 致命的なエラーが発生しました。分割サイズが大きすぎる可能性があります。

実行を押したら、下のバーが緑色になるまで待ちます。成功したら「変換に成功されました」と表示されます。処理後の画像は、元画像があるフォルダーと同じ場所に作成されます。

変換に成功しました

新しい名前で拡大後の写真があります。名前は、本ソフトで設定した変換モード、モデルなどの情報になっています。

元画像と同じフォルダー内に処理後の画像が保存されている 亀の写真

複数画像を一括処理した場合は、新しくフォルダーが作成されて、その中に入っています。

複数画像を一括で処理した場合は、元画像がある場所に新規フォルダーが作成される

ペイントと本ソフトで拡大した比較画像

何枚かペイントで引き延ばした画像と、waifu2x-caffeで拡大した比較画像を貼っておきます。

指を見て求愛行動をしている亀写真

ペイントで拡大した画像とwaifu2x-caffeで拡大した比較写真 僕の指を見て、オスと勘違いしているのか、単純に好きなのか不明ですが、求愛行動をしている亀の写真

亀の甲羅写真

ペイントで拡大した画像とwaifu2x-caffeで拡大した比較写真 亀の甲羅写真

斜めからの亀写真

ペイントで拡大した画像とwaifu2x-caffeで拡大した比較写真 亀を斜めから撮影した写真

レンガで遊ぶ亀写真

ペイントで拡大した画像とwaifu2x-caffeで拡大した比較写真 レンガで遊んでいる亀写真

拡張機能「Video Speed Controller」のアイコン写真

ペイントで拡大した画像とwaifu2x-caffeで拡大した比較写真 Video Speed Controllerのアイコン

当サイトのロゴ画像

ペイントで拡大した画像とwaifu2x-caffeで拡大した比較写真 当サイトのロゴ画像

5枚目の「Video Speed Controller」のアイコン、6枚目の当サイトのロゴ画像が、特に違いがでているなと思います。

イラスト・二次元のアニメ画像で、本領発揮します。同じ「画像の拡大」なのに、waifu2x-caffeを通すだけで、こんなに綺麗になるなんて驚きです。

エラーで使えない時の対処法

エラーが出る場合は、以下の2点を確認してみてください。

「Visual C++ 2015~」をダウンロードする

waifu2x-caffeを動かすには、Microsoftの更新プログラム「Visual C++ 2015 再頒布可能パッケージ Update 3」をインストールする必要があります。僕のパソコンには、すでにインストールされていました。

インストール直前までの手順を書きます。Microsoftの公式サイトからダウンロードできます。

ダウンロードをクリックします。

Visual C++ 2015 再頒布可能パッケージ Update 3のダウンロード

「vcredist_x64.exe」にチェックを入れて、次へをクリックします。ダウンロードが開始されます。

ダウンロードするプログラムを選んでください

ダウンロードが完了したら起動します。

セットアップファイルを起動

ライセンス条項と使用条件を確認してOKなら「同意」にチェックを入れて、「インストール」をクリックします。

マイクロソフト ソフトウェア ライセンス条項

インストールが開始されます。

使用プロセッサーをCPUに変える

エラー 致命的なエラーが発生しました。分割サイズが大きすぎる可能性があります。

実行した時に、「致命的エラーが発生しました。分割サイズが大きすぎる可能性があります」と表示され、画像が保存できない場合があります。この文面通りに、分割サイズを小さくしてみても結果は同じだと思います。別の設定を変更することで、正常に保存できます。

画面右の動作設定をクリックします。

waifu2x-caffeの「動作設定」をクリック

動作設定ダイアログが表示されます。画面右上の使用プロセッサーを「CUDA(使えたらcuDNN)」から、「CPU」に変えます。

動作設定 使用プロセッサーを「CPU」に変更する

「OK」をクリックして、再度実行してみます。僕の環境だとこれでいけました。複数画像を取り込んでいる場合は、一旦1枚で実行できるか試してみてください。

パソコンの性能にもよりますが、数が多いと何十分も処理がかかる場合があります。僕のパソコンだと、1枚でも5秒くらいはかかりました。

waifu2x・waifu2x-​multiとの違い

waifu2xには、3つの種類があります。どれも同じ、「AIで画像を綺麗にするサービス(ソフト)」ですが、どのwaifu2xも一長一短なので、用途に応じて使い分けるのがいいかなと思います。

サービス名特徴こんな人におすすめ
waifu2x・Webサイト版
・単体画像のみのサポート
・拡大率は2倍まで可能
・毎回、reCAPTCHAが表示される
・たまに使う人
・初めて使う人
(ウェブ上で完結できるため)
waifu2x-​multi・Webサイト版。waifu2xの派生版
・最大5個までの複数画像を一括で処理
・拡大率は16倍まで可能
・月数回程度使う人
・5枚以下の画像を一括処理したい人
・ウェブ上で完結させたい人
waifu2x-caffe(おすすめ)・Windows用のフリーソフト
・インストール不要で使える
・複数画像も処理できる。
・拡大率は無制限?
(僕の環境で32倍まではいけました)
・まぁまぁ使う人
・大量の画像を一括処理したい人
・2倍以上の拡大をしたい人

「waifu2x」と「waifu2x-​multi」のいいとこを詰め込んだのが「waifu2x-caffe」って感じです。「1か月に1回しか使わない」といった方以外は、「waifu2x-caffe」がおすすめです。

インストール不要で使える点も便利です。

感想

以上、手軽に画質が悪い画像を高画質に拡大してくれるフリーソフト「waifu2x-caffe」についてでした。

AIに「この画像は実は縮小されたものなんだよ。元のサイズに戻しておくれよ」と認識させる仕組みになっているようです。だから、厳密には拡大というよりも、「元の大きさに戻す」って感じらしいです。

初心者の僕は、分かったようで分からないです。「元々、縮小されていない画像を、あたかも縮小した画像として認識させる」ってすごいなぁ…。

Posted by ナポリタン寿司