Морфологическая фильтрация что это

Морфологическая фильтрация AMD что это такое — включать или нет?

Морфологическая фильтрация AMD (антиалайзинг) — метод сглаживания/фильтрации изображения в 3D-приложениях при помощи шейдеров. Сглаживание происходит специальной технологией, которая на данный момент, судя по отзывам — работает странно.

Для работы использует значительную часть ресурсов. Включать или нет — решать вам, в первую очередь зависит от мощности вашего железа. При топовой сборке ПК вам необходимо просто сравнивать с включенным режимом и без. Одни юзеры утверждают, что картинка становится лучше. Другие говорят — нет смысла, отнимает ресурсов, снижает ФПС, при этом эффект в плане улучшения минимален.

Минусы

На данный момент пользователи выделяют главные минусы морфологической фильтрации:

Все перечисленные проблемы могут быть в таких играх как в таких играх как Crysis, Skyrim.

Фильтрация может иметь свои уровни — 1x, 2x, 4x и так далее. Для быстродействия лучше отключить фильтрацию. Все равно пока мало положительных отзывов.

На многих авторитетных сайтах (например на overclockers.ru) советуется отключать морфологическую фильтрацию. При этом в опции Метод сглаживания указывать — множественная выборка.

Рекомендованные настройки AMD (базовый уровень) не подразумевают включение морфологической фильтрации. Вроде бы даже после установки драйверов данная опция выключена.

По отзывам, мылит изображение не только морфологическая фильтрация, но и FXAA (Fast approXimate Anti-Aliasing). FXAA — довольно быстрый метод сглаживания, алгоритм которого прост — сглаживаются цвета соседних пикселей для достижения отднотонности. Как результат — сглаживание есть, четкость теряется (обратите внимание на текстуру камня и на задний фон):

Многие пользователи уже думали что у них проблема с игрой/видеокартой/драйверами, так как текстуры в игре были ужасными. Но как оказалось — все дело в этой фильтрации.

Отключение в настройках

Отключить морфологическую фильтрацию можно в настройках. Например вот опция в AMD Radeon Settings — Глобальные настройки:

Второй пример — Графический профиль:

В AMD Catalyst Control Center — раздел Игры > Настройки 3D-приложений:

Второй пример — Начать > Игры > Качество изображения > Сглаживание (ползунок влево):

Пример применения морфологическая фильтрации AMD

На картинке мы видим настройки. Фильтрация отключена. Настройки четкие, нет видимых помех:

Фильтрация включена — без комментариев, разница видна невооруженным глазом:

Заключение

Пока, на данный момент нет причины использовать данную технологию. Возможно в будущем ситуация изменится.

Отключение морфологической фильтрации осуществляется в настройках видеокарты. Возможно в некоторых играх также есть эта опция.

Обновляйте регулярно драйвера на видео AMD, возможно в следующей версии проблемы с фильтрацией исчезнут, либо их станет меньше.

Источник

Фильтрация изображения методом математической морфологии на FPGA

В этой статье я хочу рассмотреть один, на мой взгляд, достойный внимания подход к фильтрации изображений методом математической морфологии. Про математическую морфологию написано много статей, и одна из них размещена здесь на хабре. Читателю, незнакомому с данной темой, я рекомендую сначала ознакомиться с материалом по ссылке выше.

В статье про фильтрацию изображения я рассказывал про метод фильтрации медианным фильтром. Данный фильтр показал себя очень даже неплохо, но у него есть ряд ограничений и неудобств:
громоздкий даже в реализации 3×3:

Как мы уже выяснили из статьи выше по тексту, из базовых морфологических операций сужение (erosion) и расширение (dilation) можно построить операции открытие (opening) и закрытие (closing).

Операция закрытие — это последовательное выполнение dilation → erosion. Эта операция сначала заполнит дырки внутри объектов и сделает их чуть толще, а затем уменьшит их толщину до первоначальной, но дырок больше не будет.

Последовательное выполнение операций opening → closing является очень хорошим фильтром, ничем не хуже медианного, а напротив, она ещё и объекты сделает нам менее дырявыми. Обязательным условием является одинаковый размер окна для базовых операций.

Однако, каждая базовая операция erosion или dilation являет собой всё ту же оконную функцию, требующую как минимум 2 FIFO для реализации окна 3×3 и логические операции AND или OR в зависимости от функции.

Для более глубокой фильтрации нередко применяют окно 5×5 и 7×7, что влечёт за собой увеличение объёма памяти на элементы FIFO и общее время запаздывания.

Для реализации подобных операций на ПЛИС фирмы Альтера можно использовать мегафункцию FIFO и встроенную 2-х портовую память, однако на одно такое FIFO шириной всего в 1 бит, а большего нам и не надо для бинаризованного изображения, уйдёт целый блок памяти, например M4K, что тоже не очень экономично.

Low complexity метод

Занимаясь поиском альтернативных решений, я наткнулся в сети на, так называемый, low complexity метод. Суть этого метода — декомпозиция матрицы оконной функции. Исходная матрица раскладывается на две:

И работает согласно этому изображению:

К моему стыду и сожалению, я не силён в математике и тему разложения матриц в ВУЗе я проходил, но только мимо. По этому, рассказывать как оно работает с математической точки зрения и почему именно так, а не иначе я не стану по понятным причинам.

В вышеупомянутой статье была представлена функциональная схема реализации операций erosion и dilation с применением low complexity метода. Данная схема состоит из двух блоков, каждый из которых олицетворяет структурный элемент SE1 и SE2.

Из данной схемы понятно, что выбор операций erosion/dilation выполняется инверсией входных данных т.к. эти операции симметричны.

Выход блока Stage-1 зависит от значения входного пикселя и накопленной суммы в триггере ff. Как только эта сумма станет равна ширине окна структурного элемента SE1, на выход блока пойдёт “1” иначе “0”. Любой “0” на входе блока сбрасывает накопленную сумму в триггере ff в ноль. Очевидно, что данный блок подсчитывает количество последовательно идущих единиц под структурным элементом SE1.

Выход блока Stage-1 поступает на вход блока Stage-2, который работает по такому-же принципу. Отличием его от блока Stage-1 является использование памяти Row_mem глубиной в количество столбцов входного изображения, и сумма хранится отдельно для каждого столбца в этой памяти. Выход блока “1” только тогда, когда сумма по столбцу равна высоте структурного элемента SE2. Выходной сигнал блока Stage-2 может быть проинвертирован в зависимости от выполняемой операции erosion или dilation.

Таким образом, получается что в блоке Stage-1 схема отслеживает все “1” под горизонтальным элементом SE1 и результат передаёт в блок Stage-2, который в свою очередь, отслеживает все “1” под вертикальным элементом SE2 учитывая результат выхода SE1.

Так же, в данной схеме предусмотрены сигналы, обеспечивающие работу структурного элемента SE на границах изображения.

Границы изображения условно обозначены названиями сторон света: North, South, West и East. При нахождении структурного элемента SE на границах изображения, предусмотрена вставка (padding) необходимого количества единиц или нулей, соответствующего половинному размеру структурного элемента.

Большим преимуществом этого метода является экономия памяти. Объем требуемой памяти для блоков Stage-1 и Stage-2 определяется размером слова (WL) равным
Log2(SE1_width) и Log2(SE2_height). Для блока Stage-2 используется не триггер, а память Row_mem, объём которой равен Image_width x Log2(SE2_height).

Очевидно, что результат вычисления логарифма надо округлить до ближайшего значения разрядности SE1_width и SE2_height, т.е. если окно 3×5, то округлённое значение Log2(SE1_width) = 2 бита, а Log2(SE2_height) = 3 бита.

Не сложно заметить, что разницы нет в использовании памяти для окна 3×3 в low complexity методе и обычном оконном. Что в первом случае объём памяти равен 320 столбцов x 2 бита, что во вторм: два однобитных элемента FIFO размером по 320 элементов. Если же размер окна меняется на 5×5 или 7×7, то количество FIFO растёт пропорционально количеству рядов окна, а вот для low complexity метода размер слова увеличится всего лишь на 1 бит, и память Row_mem станет не 320×2, а 320×3.

Таким образом, можно заранее заложить максимальный размер окна и использовать, например, мегафункцию altsyncram этого размера. Это будет куда экономичнее чем использование FIFO для формирования оконной функции.

Код модуля erosion/dilation на языке Verilog:

Операции открытие и закрытие:

Результат

На этом видео демонстрируется эффективность фильтрации изображения методом математической морфологии (low complexity method) с окном 3×3 в сравнении с медианным фильтром с окном того-же размера.

Зелёный маркер — медианный фильтр
Жёлтый маркер — морфология

Заметно, что на видео с зелёным маркером появляется неотфильтрованный мусор и детектор помещает его в рамку, а на видео с жёлтым маркером мусор исчезает и в рамку попадает только крупный объект.

Из этого эксперимента можно сделать вывод, что фильтр на основе математической морфологии справляется чуть лучше чем медианный.

Выводы

На основе метода low complexity erosion/dilation можно построить базовые элементы морфологической обработки изображения много эффективнее по расходу памяти чем при помощи формирования оконной функции.

Результат фильтрации изображения методом математической морфологии ничуть не хуже результата фильтрации медианным фильтром, и является неплохой альтернативой последнему.

Источник

Как настроить параметры AMD Radeon™ для оптимизации игрового процесса

Тип материала Установка и настройка

Идентификатор статьи 000028812

Последняя редакция 30.01.2020

Параметры AMD Radeon позволяют пользователям изменять качество изображения и уровень детализации в играх. Поскольку высокое качество изображения может влиять на производительность, для достижения оптимального игрового процесса требуется баланс качества изображения и производительности. Для большинства пользователей параметры драйвера по умолчанию обеспечивают лучшее сочетание качества изображения и производительности, измеренное в количестве кадров в секунду.

Доступ к игровым параметрам Radeon

Чтобы перейти к этим параметрам, откройте параметры AMD Radeon, нажав правой кнопкой мыши на рабочем столе и выбрав Параметры AMD Radeon.

Нажмите на вкладку Игры.

Нажмите на Глобальные настройки.

Если вы хотите создать отдельные настройки для конкретных 3D-приложений, можно создать индивидуальные профили приложений. Действия по их созданию приведены в разделе «Создание профилей приложений» в этом документе.

Метод сглаживания

Сглаживание улучшает качество изображения, уменьшая неровные края в текстурах.
При сглаживании изображение выглядит более плавным за счет снижения частоты кадров в секунду.

В приведенном ниже примере к изображению слева применено сглаживание. На изображении справа сглаживание отсутствует, поэтому на нем больше неровных краев.

В параметрах Radeon предлагается три типа сглаживания с различными характеристиками и влиянием на производительность.

При выборе режима сглаживания доступны три варианта:

Режим сглаживания

Режим сглаживания определяет, как происходит контроль сглаживания — 3D-приложением или параметрами Radeon.

При выборе режима сглаживания доступны три варианта:

При выборе варианта Перезаписать настройки приложения применяются различные уровни сглаживания в 3D-приложении.

Уровень сглаживания можно установить на значения х2, х4 или х8, и большее число означает более высокое качество изображения за счет снижения частоты кадров.

Морфологическая фильтрация

Морфологическая фильтрация — это техника последующей обработки сглаживания на основе шейдеров, которую можно использовать в сочетании с тремя режимами сглаживания, указанными выше.

Морфологическая фильтрация может оказывать меньшее влияние на частоту кадров, чем другие режимы сглаживания в параметрах Radeon™. Однако в некоторых случаях она может привести к размытию изображения.

В приведенном ниже примере к изображению слева применена морфологическая фильтрация. На изображении справа морфологическая фильтрация отсутствует, поэтому на нем больше неровных краев.

Морфологическая фильтрация может применяться с помощью варианта Перезаписать улучшенные настройки приложения и требует, чтобы приложение было запущено в избранном полноэкранном режиме.

Морфологическую фильтрацию можно включить и отключить.

Анизотропная фильтрация

Анизотропная фильтрация может улучшить качество и повысить резкость текстур на поверхностях, расположенных далеко или под углом, например дороги или деревья.

Анизотропная фильтрация оказывает небольшое влияние на производительность (частоту кадров) и позволяет повысить качество изображения в большинстве 3D-приложений.

В приведенном ниже примере к изображению слева применена анизотропная фильтрация, благодаря которой увеличено количество текстур дерева. На изображении справа анизотропная фильтрация отсутствует.

Анизотропная фильтрация может применяться с помощью варианта Перезаписать настройки приложения.

Уровень анизотропной фильтрации можно установить на х2, х4, х8 или 16х, и качество изображения будет улучшено за счет снижения частоты кадров.

Качество фильтрации текстур

Качество фильтрации текстур меняет качество текстур в процессе работы 3D-приложений.

Качество фильтрации текстур оказывает незначительное влияние на производительность и качество изображений, поэтому стандартная настройка по умолчанию является предпочтительным вариантом для оптимизации игрового процесса.

Оптимизация формата поверхности

Оптимизация формата поверхности позволяет драйверу графики по возможности изменять форматы отрисовки поверхности, в результате чего улучшается производительность и снижается использование видеопамяти.

Этот параметр рекомендуется оставить включенным для оптимизации игрового процесса.

Кэш шейдеров

Кэш шейдеров обеспечивает ускоренную загрузку игр и сокращение использования ресурсов процессора за счет сбора и хранения часто используемых шейдеров игр вместо того, чтобы каждый раз генерировать их.

Кэш шейдеров по умолчанию установлен на оптимизацию AMD, и его можно отключить глобально.

Режим тесселяции

Режим тесселяции повышает детализацию объектов путем корректировки количества многоугольников для отрисовки.

Ограничение уровня тесселяции позволяет обеспечивать более высокую частоту кадров в играх, в которых используются высокие уровни тесселяции.

В приведенном ниже примере к изображению слева применена тесселяция х64, благодаря чему увеличен уровень детализации кирпичей. На изображении справа тесселяция отсутствует и снижена детализация.

Режим тесселяции может применяться с помощью варианта Перезаписать настройки приложения.

Максимальный уровень тесселяции можно установить на значения х2, х4, х6, х8, х16, х32 или х64, и качество изображения будет улучшено за счет снижения частоты кадров.

Ожидание вертикальной синхронизации

Вертикальная синхронизация, или VSync, позволяет синхронизировать приложение с частотой кадров монитора для уменьшения разрывов изображения.

Ожидание вертикальной синхронизации можно установить на следующие значения:

Тройная буферизация OpenGL

Тройная буферизация OpenGL может обеспечить более высокую частоту кадров, чем двойная буферизация по умолчанию, если используется вместе с ожиданием вертикальной синхронизации.

Тройную буферизацию OpenGL можно установить на значения ВКЛ или ВЫКЛ.

Управление частотой кадров

Управление частотой кадров позволяет установить максимальное целевое значение частоты кадров при запуске 3D-приложений в полноэкранном режиме. Этот параметр снижает энергопотребление графического процессора (отлично подходит для игр, работающих с частотой кадров, намного превышающей частоту обновления экрана) и тем самым уменьшает тепловыделение и скорость вращения/шум вентилятора на видеокарте.

Управление частотой кадров особенно полезно при отрисовке в основном статического контента на мощном оборудовании, где частота кадров часто может без необходимости доходить до сотен кадров в секунду в игровых меню или заставках.

Если ваша система поддерживает технологию AMD FreeSync™, параметр управления частотой кадров может гарантировать, что вы не превысите максимальный диапазон FreeSync вашего дисплея, благодаря чему обеспечивается плавный и оптимизированный игровой процесс.

Управление частотой кадров можно установить на значение в диапазоне от 30 до 200 кадров в секунду. Оно работает с 3D-приложениями DirectX® 9, 10 и 11.

Нажмите здесь, чтобы узнать, поддерживает ли ваша видеокарта параметр управления частотой кадров.

Сброс до настроек по умолчанию

Поиск оптимального баланса качества изображения и производительности может потребовать множества настроек.

Если вас не устраивают текущие настройки в процессе игры, можно восстановить глобальные или индивидуальные настройки приложения до настроек по умолчанию. Для этого нажмите кнопку «Сброс» в правом верхнем углу меню глобальных графических параметров.

Создание профилей приложения

В следующем разделе приведены инструкции по созданию профилей приложений, которые обеспечивают расширенные графические параметры для каждого приложения.

Чтобы добавить приложение в раздел «Игры» в параметрах Radeon, нажмите Добавить > Обзор.

Найдите и выберите приложение для добавления в параметры Radeon и нажмите Открыть.

Приложение появится в разделе «Игры» в параметрах Radeon.

Нажмите на плитку приложения, чтобы настроить его графические параметры.

После настройки профиля приложения параметры будут применяться при каждом запуске приложения.

* Intel предоставляет контент, взятый на сторонних сайтах, для вашего удобства и может указывать ссылки на дополнительные сторонние сайты. Предоставление такого контента и/или ссылок представляет собой лишь предложения и не должно быть ошибочно принято как одобрение или рекомендация для какого-либо конкретного действия. Выполнение действий, рекомендованных сторонними поставщиками, может привести к нарушениям в работе, повреждению системной платы или процессора или сокращению срока эксплуатации. Intel не несет никакой ответственности за использование вами сторонних сайтов или материалов и отказывается от каких-либо явных или подразумеваемых гарантий в отношении сторонних сайтов и материалов. Intel не контролирует и не проверяет сторонние материалы и сайты, на которые предоставляются ссылки. Рекомендуем посетить указанные сайты с соответствующими данными для подтверждения их точности.

Источник