Виды сглаживания и их особенности

Что такое сглаживание в играх?

Псевдонимы или “ступенчатые выступы” происходит, когда изогнутые линии отображаются в компьютерных играх, и это выглядит как лестница. Следовательно, термин “зазубрины” из-за его неровных краев. На экране с высоким разрешением вы не заметите неровности, потому что большое количество пикселей делает их менее заметными.

Однако вывод в высоком разрешении – не полный ответ.

Если вы запускаете игры со скоростью 120 кадров в секунду, изображение может выглядеть четким и четким, но вы жертвуете вычислительной мощностью. И если ваше оборудование для обработки данных не соответствует вашим разрешениям, вы столкнетесь с резким замедлением работы ваших игр.

Решение для “зазубрин” с минимальной нагрузкой на процессор — сглаживание. Да, у этого метода есть некоторые недостатки, такие как размытость и снижение вычислительной мощности. Но это все же может иметь значительно меньшее влияние на производительность, чем запуск игры с самыми высокими графическими настройками.

Приложения

Общий

Масштабирование изображения используется, среди прочего, в веб-браузеры,редакторы изображений, средства просмотра изображений и файлов, программные лупы, цифровой зум, процесс создания миниатюры изображений и при выводе изображений через экраны или принтеры.

видео

Это приложение предназначено для увеличения изображений для домашних кинотеатров для устройств вывода с поддержкой HDTV из контента PAL-Resolution, например, с DVD-плеера. Масштабирование выполняется в реальном времени, выходной сигнал не сохраняется.

Пиксель-арт масштабирование

В качестве пиксель-арт графика обычно имеет низкое разрешение, она основана на тщательном размещении отдельных пикселей, часто с ограниченной палитрой цветов. В результате получается графика, основанная на стилизованных визуальных подсказках для определения сложных форм с небольшим разрешением вплоть до отдельных пикселей. Это делает масштабирование пиксельной графики особенно сложной проблемой.

Специализированные алгоритмы были разработаны для обработки пиксельной графики, так как традиционные алгоритмы масштабирования не принимают во внимание перцепционные сигналы. Так как типичное применение — улучшить внешний вид четвертое поколение и раньше видеоигры на аркада и эмуляторы консоли, многие из них предназначены для работы в реальном времени с небольшими входными изображениями со скоростью 60 кадров в секунду

Так как типичное применение — улучшить внешний вид четвертое поколение и раньше видеоигры на аркада и эмуляторы консоли, многие из них предназначены для работы в реальном времени с небольшими входными изображениями со скоростью 60 кадров в секунду.

На быстром оборудовании эти алгоритмы подходят для игр и другой обработки изображений в реальном времени. Эти алгоритмы обеспечивают резкую, четкую графику, сводя к минимуму размытость. Алгоритмы масштабирования искусства реализованы в широком спектре эмуляторов, 2D игровые движки и воссоздание игрового движка например HqMAME, DOSBox и ScummVM. Они получили признание среди геймеров, для которых эти технологии способствовали возрождению игрового опыта 1980-х и 1990-х годов.[нужна цитата ]

Такие фильтры в настоящее время используются в коммерческих эмуляторах на Xbox Live, Виртуальная консоль, и PSN чтобы классические игры с низким разрешением выглядели более привлекательными на современных HD отображает. Недавно выпущенные игры, которые включают эти фильтры, включают Коллекция Ultimate Genesis Соника, Castlevania: Хроники Дракулы X, Castlevania: Симфония ночи, и Акумадзё Дракула X Чи но Рондо.

Сглаживание и векторы: почему сглаживание делает видеоигры лучше

Если вы играли в компьютерные игры последние 15 лет или около того, возможно, вы видели варианты видео, которые включали настройки сглаживания

Если вы помните, когда мы обсуждали векторные фигуры, существующие в абсолютной позиции, вы должны начать понимать, почему сглаживание важно для видеоигр

3 Размерные формы создаются в векторных многоугольниках , и эти многоугольники существуют только в области математики. Сглаживание в видеоиграх преследует как минимум две цели: во-первых, оно хочет иметь возможность отображать абсолютные линии полигонов с жесткими краями в форме, которая выглядит прилично на мониторе на основе пикселей; во-вторых, сглаживание лучше воспроизводит неточный способ восприятия света фотографиями и человеческими глазами.

Как убрать пиксели с фото в Фотошопе

Инструмент для растушевки

Увеличьте снимок и аккуратно обработайте проблемные участки, меняя при необходимости размер кисти под необходимые фрагменты фотографии.

Будьте внимательны и аккуратны

Убрать пиксели на фото в Фотошопе таким образом несложно и достаточно быстро, метод рабочий, но чреват потерей резкости. Вернем детализацию, используя удобный инструмент «Умная резкость», который находится во вкладке «Фильтры».

Для лучшего эффекта поработаем с резкостью

Опытным путем подберите числовые значения для параметров «Эффект» и «Радиус». Первый отвечает за силу воздействия фильтра, то есть, чем выше его показатели, тем контрастнее и четче будет выглядеть картинка. «Радиус» увеличивает количество пикселей, затронутых эффектом. Не делайте его значения слишком большими — это повлияет на возникновение ореолов, шумов и приведет к избыточной резкости.

Высокие значения не означают лучший результат

Вот такой получился результат.

Картинка стала значительно четче

Второй способ также достаточно прост. Неплохо сгладить пиксели в фотошопе можно при помощи фильтра «Шум». Здесь нам понадобится опция «Пыль и царапины».

Опция способна сгладить снимок

Просто подберите необходимый радиус, а «Порог» оставьте нулевым. Снимок будет мгновенно сглажен, поэтому не забывайте о резкости.

В любом случае нужно добавить резкости

Убрать пиксельную лесенку по краям объекта можно с помощью инструмента «Перо». Найдите его на панели инструментов с левой стороны экрана.

Пиксельную лесенку можно просто обрезать по контуру

Обведите объект по контуру, расставляя опорные точки. «Перо» может показаться капризным, но это самый лучший инструмент выделения в Фотошопе, потому что с его помощью можно создать очень точную обводку. Замкните контур нажатием левой кнопкой мыши на первую опорную точку. После этого кликните правой кнопкой на любом участке изображения и выберите пункт «Образовать выделенную область».

Освойте этот инструмент и он поможет во многих ситуациях

Не забудьте отметить галочкой пункт «Сглаживание» и установите радиус растушевки – чем он выше, тем более размытыми станут края. Это отличный способ, демонстрирующий как убрать пикселизацию в Фотошопе по контуру объекта при замене фона, например. После того как проделаете вышеописанные манипуляции, сплошная линия обводки заменится на «бегущих муравьев». Инвертируйте выделение комбинацией клавиш «Ctrl+Shift+I». Нажмите «Delete». Так вы получите не только сглаженный контур объекта, но и сможете заменить фон на снимке.

Импортируйте любую картинку для нового фона

Интерполяция: создание чего-то из (почти) ничего?

Цифровая фотография — это приближение цветов и значений, присутствующих при попадании света на датчик. Таким же образом, сглаживание — это приближение данных изображения с использованием метода, называемого « Интерполяция» . Интерполяция — это математический термин, обозначающий созданные данные. основанный на тенденциях существующих данных, то есть обоснованное предположение о том, что могло бы фактически быть в этом месте, если бы было больше точек данных. Хотя это более сложное, чем простое предположение — есть формулы и надлежащие методы для интерполяции, — нельзя ожидать, что это будет совершенно точное представление данных изображения, которые на самом деле существуют. Даже самая умная математика не может создать что-то из ничего.

Когда мы смотрим на эти компьютерные визуализированные шахматные доски, мы можем начать понимать, что делает сглаживание, чтобы улучшить и приблизить изображения. На самом левом изображении нет интерполяции данных — шахматная доска отображается в черно-белых пикселях, поскольку она отступает назад в перспективе и быстро превращается в беспорядок. Созданные визуальные ошибки и артефакты — это то, что мы называем «псевдонимами». На втором и третьем изображениях выше используются различные формы «сглаживания», чтобы лучше приблизиться к тому, как человеческие глаза (и камеры) воспринимают свет.

Эти изображения, однако, были переводом абсолютных математических изображений в изображения на основе пикселей. Как сглаживание применяется к вашей фотографии? Когда размер изображения изменяется, увеличивается или уменьшается, изображение интерполируется на основе данных, которые существуют в документе изображения. Левое изображение сжимается с помощью повторной выборки «ближайшего соседа» в Photoshop — другими словами, это не сглаживание (вы можете буквально назвать это псевдонимом ). Изображение справа уменьшается и сглаживается, создавая более достоверное изображение при этом небольшом размере.

Увеличенные изображения также выигрывают от сглаживания — графические программы делают наилучшие предположения на основе данных в вашем изображении. Имейте в виду, что когда вы повышаете (увеличиваете) изображения в графической программе, вы никогда не получите большее разрешение при цифровом увеличении — такая интерполяция может дать верное представление о том, что должно быть, но это никогда не узнаешь наверняка. Ваши края будут мягкими и станут мягче по мере того, как фотография будет увеличиваться все больше и больше.

Хорошее эмпирическое правило заключается в том, что вы всегда можете уменьшить (уменьшить) ваши изображения без потери качества из-за сглаживания. Повышение частоты дискретизации (увеличение) делает сглаживание очень очевидным, не добавляет нового разрешения и должно выполняться только в том случае, если его нельзя избежать.

Что такое сглаживание?

Сглаживание — это способ, с помощью которого ваш компьютер хорошо справляется со всеми этими пикселями в компьютерных играх и сглаживает их до уровня графики, достойной этого века. Короче говоря, это настройка графики, которая помогает избавиться от неровностей.

Если вы запускаете игру с более высоким разрешением, вам повезло. Вы, наверное, не знаете, что такое “jaggie” и вы не видели ни одного. Но некоторым геймерам приходится довольствоваться тем, что у них есть, и это может означать некачественную установку для игр с высоким спросом.

Подумайте об этом так…

Изображения в играх создаются путем наложения и выравнивания квадратных пикселей. Если у вас недостаточно высокое разрешение, вы можете увидеть неровные края или “зубчатые края” изображений. Официально это называется “псевдоним” но геймерам нравятся “jaggies” и «эффект лестницы». лучше. Его легче запомнить.

Итак, в графическом окне вашего ПК появились настройки сглаживания, чтобы позаботиться об этом визуальном чудовище. Существует несколько способов обработки сглаживания на ПК:

Различные типы сглаживания

Есть две основные группы сглаживания.
Первая группа, в которую мы войдем, увеличивает частоту дискретизации, отображая больше пикселей, чем на самом деле требуется экрану, а затем снижает ее до вашего разрешения.

Вторая группа типов AA размывает острые края экрана после процесса рендеринга.

Поскольку эта версия AA является пост-обработкой, она оказывает незначительное влияние на вашу производительность, но улучшение качества изображения также менее заметно и может выглядеть слишком размытым, особенно при быстром движении.

Итак, если вы можете позволить себе пожертвовать производительностью ради качества изображения, вы, скорее всего, выберете своего рода сглаживание выборки.

Если вам дорог каждый кадр в секунду, то вам придется довольствоваться пост-обработкой AA, которая может немного размыть изображение, но, по крайней мере, устранит неприятный эффект лестницы.

Сглаживание суперсэмплинга

Во-первых, у нас есть SSAA (Super-Sampling Anti-Aliasing) или FSAA (Full-Scene Anti-Aliasing), которые были первыми формами AA, которые были доступны и по-прежнему обеспечивают, возможно, лучшее улучшение качества изображения, но со значительной производительностью. Стоимость.

Более популярным AA является MSAA (Multi-Sample Anti-Aliasing), который применяет выборку только к краям, где это больше всего необходимо, и, таким образом, сэкономит вам затраты на производительность, при этом заметно улучшив качество изображения.

NVIDIA и AMD имеют свои собственные версии MSAA. И CSAA от Nvidia (Coverage-Sample AA), и AMD EQAA (Enhanced Quality Anti-Aliasing) являются производными от MSAA и функционируют практически одинаково.

Постобработка сглаживания

Наиболее распространенным АА постобработки является FXAA (быстрое приближение сглаживания). Как описано ранее, включение этого параметра позволит размыть раздражающие неровности с минимальными затратами на производительность.

Этот своеобразный алгоритм сглаживания может оттолкнуть многих игроков из-за размытого изображения, но если у вас ограниченная мощность системы, это, вероятно, ваш единственный выбор, поскольку это лучший метод сглаживания для производительности.

MLAA от AMD (морфологическое сглаживание) похоже на FXAA, вы получаете размытое изображение при крошечных затратах на производительность, но он сглаживает острые углы.

Комбинированное сглаживание

Технология NVIDIA TXAA (временное сглаживание) сочетает MSAA (понижающую дискретизацию) и постобработку (размытие) с временными фильтрами для общего лучшего результата.

Однако для этой технологии вам понадобится видеокарта на базе графического процессора NVIDIA Kepler серии GTX 600 или выше.

Естественно, TXAA также требует большей мощности, чем стандартный FXAA, поскольку он гораздо более эффективно обрабатывает быстрое движение в игре.

Вы можете посмотреть, как работает временное сглаживание, на видео ниже.

Еще одно промежуточное решение — SMAA (субпиксельное морфологическое сглаживание), которое является средним между FXAA и MSAA как с точки зрения качества изображения, так и с точки зрения затрат на производительность. По сути, он работает как FXAA, но также обнаруживает края, чтобы специально их сгладить.

Затем у нас есть CMAA (консервативное морфологическое сглаживание), которое представляет собой комбинацию снова FXAA и SMAA. Таким образом, вы получаете меньше размытия, чем с FXAA, но более мягкое изображение, чем SMAA, в то время как стоимость производительности находится посередине.

Фон: дефекты муара

Муар — это один из типов ступенчатого дефекта, который может проявиться при уменьшении изображения. Его можно заметить в изображениях с мелкой текстурой, которая приближается к пределу разрешения. Такая текстура при уменьшении размера выходит за пределы разрешения, так что в изображении от неё остаются только выборочно повторяющиеся следы:

Оригинал
	Масштаб 50%

Масштаб 50% при увеличении до 200%

Заметьте, что получившийся рисунок не имеет физического смысла, поскольку полученные линии не коррелируют с кладкой кирпича. Изображения с мелкими геометрическими узорами подвергаются наибольшему риску; в их число входит черепица на крышах, кирпичи и изделия из дерева, сплетения проводов и другие.

Что такое сглаживание в Illustrator?

Сглаживание Параметр в Illustrator доступен при экспорте изображений в Интернет. Когда вы выбираете Сохранить для Интернета, становится доступным раскрывающееся меню Art Optimized. В нем у вас есть три варианта:

Нет – Не применяет сглаживание к изображению.
Art Optimized – Применяет сглаживание или размытие вокруг любого рисунка на изображении.
Оптимизирован текст – Применяет сглаживание или размытие вокруг любого текста на изображении.

К сожалению, вы не можете применить сглаживание к изображению, над которым работаете в Illustrator. Но в большинстве случаев в этом нет необходимости, потому что линии кажутся гладкими, когда вы над ними работаете.

Самый простой способ: В ФотоМАСТЕРе

Для начала необходимо скачать фоторедактор. Процесс установки упрощен до крайности: программа попросит вас лишь несколько раз подтвердить распаковку.

Перетяните фотографию в рабочую область. Самое простое, что мы можем сделать для избавления от пикселизации — это сначала немного размыть снимок, а потом прибавить ему резкости. Для этого зайдите во вкладку «Инструменты» —> «Устранение шума».

Устранение шума в ФотоМАСТЕРе

Данный инструмент предназначен для удаления шумов, но подойдет и в нашем случае, поскольку разгладит картинку. Настройте необходимую силу, с которой будет применен эффект. Не забудьте сохранить результат, нажав на кнопку «Применить».

Эффект позволит сгладить фото

Теперь фото кажется слишком смазанным, значит самое время обратиться к «Резкости». Этот инструмент вы найдете в «Улучшениях». Здесь же вы можете также размыть кадр до нужного состояния, не прибегая к опции устранения шума. Главное при повышении резкости не вывести картинку на прежний уровень, поскольку резкость вытаскивает на снимок все его артефакты. А именно от них мы так тщательно стараемся избавиться.

Будьте внимательны при настройке резкости

Стоит оговориться, что полностью сгладить пиксели не удастся. Мы просто немного улучшим качество фотографии до приемлемого уровня, не режущего глаз.

Инструмент «Штамп» убрет отдельные квадратики по краям объекта. Ищите его во вкладке «Ретушь». Масштабируйте изображение, настройте размер кисти и кликните мышкой на участок с квадратиками. Появятся два кружочка. Потяните за второй, чтобы инструмент клонировал с чистого участка необходимые пиксели и заменил ими зазубрины по контуру.

Доводим результат до идеала

Проработать так всю фотографию целиком затруднительно, поэтому метод рекомендуется применять только для небольших участков вручную.

Что такое сглаживание в Genshin Impact?

В меню “Настройки” в разделе Графика у вас есть выбор из трех вариантов сглаживания. в Genshin Impact:

Нет – в игре нет элементов сглаживания
TSAA – временное сглаживание, при котором учитываются ранее обработанные кадры, а не отдельное изображение
SMAA – метод сглаживания постобработки, который обнаруживает и применяет фильтры

Как правило, вы хотите сохранить настройки графики на уровне SMAAесли сможешь. Этот параметр обеспечивает лучшую графику при игре в Genshin Impact. Однако, если вы заметили падение FPS, вы можете снизить его до TSAA. Однако во время боя разница не очень заметна, поэтому, если вам нужна производительность, вы можете полностью отключить ее.

Что такое фильтр сглаживания?

Сглаживание это термин, используемый для разных вещей.

Например, в области цифровой обработки сигналов он относится к аналоговому фильтру, который пропускает только определенный образец желаемого частотного диапазона.

Этот термин также используется в фотографии. Но в данном случае это оптический фильтр нижних частот или OLPF, который находится над датчиком изображения камеры. Его основная задача — отфильтровывать интерференционные картины, которые потенциально могут испортить изображение. Подобно разрешению в играх и программному обеспечению для редактирования фотографий, этот фильтр смягчает мелкие детали. Однако вместо краев фильтр сглаживания камеры пытается размыть детали высокочастотных узоров, чтобы избежать муара. шаблонов.

Сравнение методов интерполяции

В качестве примера: когда изображение уменьшено вдвое относительно исходного размера, уже невозможно воспроизвести деталь, которая занимала единственный пиксель. Если деталь наблюдается, она ненастоящая и, скорее всего, является дефектом интерполяции.


Оригинал		Усреднение в серый

Нижеприведенное тестовое изображение было разработано таким образом, чтобы разрешение полос прогрессивно нарастало с удалением от центра изображения. При уменьшении размера изображения все полосы на определённой дистанции от центра должны быть более неразличимы. Интерполяторы, которые показывают детали до предела разрешающей способности (отмечен красным квардратом), максимально их сохраняют, тогда как интерполяторы, которые якобы показывают детали за пределами разрешающей способности, вносят в изображение рисунок, которого в нём исходно не было (муар).

1. Метод ближайшего соседа
2. Билинейный
3. Бикубический**
4. Sinc
5. Метод Ланцоша
6. Бикубический, с предразмытием 1пкс
7. Предыдущий, с повышением резкости
8. Подлинные фракталы

Показать предел? да нет	Тестовое изображение*

* Показанное тестовое изображение было изменено для целей просмотра; его полный размер составляет 800×800 пикселей, и полосы достигают максимального разрешения при этом размере. ** Бикубический алгоритм используется по умолчанию в Adobe Photoshop CS и CS2 Тестовая диаграмма изготовлена на бумаге BBC и впервые реализована на сайте www.worldserver.com/turk/opensource/ все диаграммы и показанный выше код подготовлены с использованием Matlab.

Алгоритмы кардинального синуса (Sinc) и Ланцоша показывают наилучшие результаты; они способны разрешать детали вплоть до теоретического предела (отмечен красным), сохраняя наименьшее число дефектов за ним. Следом идёт бикубическая интерполяция в Photoshop, которая показывает видимый рисунок муара далеко за пределом разрешения

Обратите также внимание на то, что бикубический алгоритм сохраняет меньше деталей и контраста в пределах разрешающей способности. Варианты бикубического алгоритма с предразмытием и последующим повышением резкости (6 и 7) рассматриваются ниже

Метод подлинных фракталов версии 4.0 был добавлен для сравнения, хотя он плохо работает на уменьшении размера (он для этого не предназначен). Так выявилось ключевое различие: некоторые алгоритмы интерполяции намного более хороши в увеличении, чем в уменьшении размера изображения, и наоборот.

Техническое примечание: алгоритмы интерполяции варьируются в зависимости от используемых программ, даже если алгоритм одинаково называется

Sinc-интерполяция, к примеру, имеет варианты, которые принимают во внимание от 256 до 1024 и более смежных пикселей. Это может быть явно указано в программе, а может и не быть

Более того, программы могут варьироваться по соотношению веса близлежащих и отдалённых пикселей в своих расчётах, как это часто бывает с бикубической интерполяцией.

Немного теории

Прежде чем узнать как убрать квадратики на фото, давайте разберемся откуда они вообще берутся. Это явление связано с уменьшением разрешения снимка. Например, при загрузке фотографии в какую-либо соцсеть (ВКонтакте или Одноклассники) алгоритмы сжимают изображение. Это уменьшает вес картинки, поэтому с большими объемами визуального контента становится легче работать. Но в таком случае снимки неизбежно теряют качество. Это особенно заметно при приближении картинки, т.к. она становится словно мозаичной.

В этом виноваты пиксели, которые представляют собой массив разноцветных точек и собственно формируют само изображение. При увеличении разрешения, мы увеличиваем размер, но количество пикселей на дюйм остается прежним. Тем самым мы просто увеличиваем пространство между точками, и плотность пикселей становится меньше. И изображение выглядит размытым. Противоположная ситуация складывается при уменьшении: количество пикселей не уменьшается, а плотно сжимается и качество изображения падает. Поэтому правильно говорить не о том как уменьшить пиксели, ибо сама формулировка является неверной, а о том, как их сохранить.

Дополнительные часто задаваемые вопросы

Что такое псевдоним и сглаживание?

Псевдонимы в изображениях и компьютерных играх возникают, когда края пикселей выглядят неровными, как лестница. Методы сглаживания обычно включают смягчение неровностей линий за счет добавления затененных пикселей или размытия краев изображения.

Что такое сглаживание графики?

Псевдонимы возникают при недостаточной выборке визуализируемых пикселей, из-за чего плавные линии выглядят неровными. Обычно он появляется по краям изображения и при использовании дисплеев с низким разрешением.

Из-за природы пикселей вы не можете создавать изображения со сглаживанием. Но вы можете использовать инструменты сглаживания, чтобы сделать неровные линии более гладкими в играх и программах для редактирования фотографий.

Подходит ли сглаживание для FPS?

Короткий ответ “нет”

Сглаживание имеет свою стоимость, и обычно эта стоимость связана с вычислительной мощностью. Чем выше уровень метода сглаживания, тем больше падение производительности. Вам придется решить, что важнее: молниеносный игровой процесс или эстетически приятная графика.

Или вы можете просто купить дисплей с более высоким разрешением. Просто убедитесь, что ваш процессор поддерживает дисплей с более высоким разрешением. В противном случае вы можете столкнуться с другими проблемами, такими как “разрыв экрана”

Что такое использование сглаживания в играх?

Сглаживание сглаживает шероховатости или “зубчатые края” и делает графику более визуально привлекательной. Хотя, конечно, за это приходится платить.

Методы сглаживания, такие как SMAA, могут сделать вашу игру потрясающей даже на экране с низким разрешением. Но в результате вы можете увидеть падение FPS, потому что сглаживание потребляет много вычислительной мощности.

Должен ли я включать или выключать сглаживание?

Если ваши визуальные эффекты выглядят великолепно и у вас дисплей с высоким разрешением, вам не нужно включать параметры сглаживания. Сглаживание предназначено для тех, кто испытывает эти неприглядные “зубчатые края” и хотят сгладить края своей графики.

Кроме того, имейте в виду, что когда дело доходит до компьютерных игр, сглаживание потребляет вычислительную мощность. Если вы хотите перенести часть этого в графику, это ваш выбор. Но если вы хотите получить больше FPS, вы можете отключить эту функцию.

Что такое “Jaggies” и почему это происходит?

“Jaggies” это то, что происходит, когда вы видите края и углы пикселей на изображении. Представьте, что у вас есть контур лестницы вместо плавных кривых вокруг вашей любимой графики. И это происходит по разным причинам.

Первый и наиболее вероятный виновник — дисплей с низким разрешением. Для правильного рендеринга графики требуется X пикселей, но на дисплее с низким разрешением можно работать только с Y. Обычно включение графического параметра сглаживания помогает сгладить неровные края.

Во-вторых, фильтр гладкого пространства

1.Средняя фильтрация, средневзвешенная фильтрация

Средняя фильтрация также называется линейной пространственной фильтрацией и использует усреднение окрестностей, которое использует среднее значение уровней серого в нескольких пикселях для замены уровня серого в каждом пикселе. Эффективно подавляет аддитивный шум, но легко вызывает размытие изображения, особенно краев изображения. Разницу между средней фильтрацией и взвешенной средней фильтрацией можно увидеть на следующем рисунке:

На левом рисунке показана средняя фильтрация, то есть каждый пиксель в окрестности имеет одинаковый вес, а среднее значение окрестности используется в качестве выходного значения фильтра для центрального пикселя. Формула шаблона фильтра:

Шаблон фильтра справа назначает наибольший вес центральной точке, а затем уменьшает значение коэффициента при увеличении расстояния от центральной точки. Цель состоит в том, чтобы попытаться уменьшить размытость в процессе сглаживания. Работа средневзвешенного фильтра заключается в следующем:

Следующие два метода используются для реализации усредненной фильтрации изображения, предоставляемой opencv-python и настраиваемым усредненным фильтром:

Карта эффектов выглядит следующим образом: исходное изображение, изображение в градациях серого, функция на основе opencv для предоставления эффекта фильтра среднего размытия, эффект пользовательского среднего фильтра на основе изображений серого и эффект пользовательского среднего фильтра на основе цветного изображения.

2. Медиана фильтрация

Медианная фильтрация — это технология обработки сигналов с нелинейной фильтрацией сглаживания, которая может эффективно подавлять шум на основе статистической теории ранжирования. Характеристика медианной фильтрации состоит в том, чтобы сначала определить окрестность с определенным пикселем в качестве центральной точки, затем отсортировать значения серого каждого пикселя в окрестности и принять промежуточное значение в качестве нового значения серого центрального пикселя. Медианная фильтрацияСоль и перецХорошо работает

Далее медианная фильтрация изображения реализована с использованием двух методов медианной фильтрации и пользовательской медианной фильтрации, предоставляемых opencv-python.В следующих экспериментах мы пытаемся добавить солевой и перцовый шум к изображению, а затем используем медианную фильтрацию для его устранения:

Карта эффектов выглядит следующим образом: по порядку: карта соли и перца, изображение, обработанное функцией cv2.medianBlur (), и изображение, отфильтрованное с помощью пользовательского медианного фильтра.

Помимо медианной фильтрации, существует нелинейная фильтрацияМаксимальная фильтрацияФильтрация максимального значения заключается в удалении максимального и новейшего значения пикселя в окрестности, что очень полезно при поиске самой яркой точки изображения.

Сглаживание, вызванное масштабированием

Вдобавок к дефектам муара, масштабированное изображение может также стать значительно менее резким. Алгоритмы интерполяции, которые лучше сохраняют резкость, одновременно больше подвержены муару, тогда как те, которые исключают муар, обычно дают более мягкий результат. К сожалению, такого компромисса при масштабировании избежать невозможно.


Оригинал		Размытие при изменении размера

Один из наилучших способов бороться с этим — это применить сразу после масштабирования маску нерезкости — даже если оригинал уже подвергался повышению резкости. Наведите курсор на вышеприведенный снимок, чтобы увидеть, как это может восстановить утраченную резкость.

Photoshop: резкий и мягкий бикубический алгоритм

Adobe Photoshop версии CS (8.0) и выше в действительности имеет три варианта бикубической интерполяции: мягкий, средний (базовый) и резкий. Все три варианта покажут результаты, аналогичные варианту 3 в сравнении интерполяторов, но с разной степенью резкости. Соответственно, если в вашем изображении есть муар, резкий вариант усилит его, а мягкий ослабит (относительно базового).

		Бикубический метод:
Оригинал		мягкий/ резкий

Многие рекомендуют для увеличения использовать мягкий вариант, а для уменьшения резкий. Это работает неплохо, но я предпочитаю для уменьшения использовать стандартный вариант — оставляя себе большую гибкость в применении повышения резкости впоследствии, если изображение того требует. Многим встроенное повышение резкости в резком варианте бикубика покажется слишком сильным и жёстким для большинства изображений, но в действительности это предмет личных предпочтений.

Заключение

Теперь вы знаете как убрать пиксели с картинки различными методами. Две упомянутые нами программы: Фотошоп и Лайтрум рассчитаны на подготовленного пользователя. Особенно сложно разобраться в интерфейсе последней. Даже загрузка снимка в программу вызовет у новичка трудности, ведь картинку невозможно просто перетащить в окно рабочей области или открыть иным привычным способом. Обе программы сильно нагружают систему ПК.

Онлайн-сервис удобен и быстр, но, во-первых, не всегда есть возможность подключиться к интернету, во-вторых, качество снимка после обработки оставляет желать лучшего.


Оригинал графики		Без сглаживания