常见的插值方法及其原理

1、常见的插值方法及其原理这一节无可避免要接触一些数学知识，为了让本文通俗易懂，我们尽量绕开讨厌的公式等。为了进一步的简化难度，我们把讨论从二维图像降到一维上。首先来看看最简单的最临近像素插值。A,B是原图上已经有的点，现在我们要知道其中间X位置处的像素值。我们找出X位置和A,B位置之间的距离dl,d2,如图，d2要小于d1,所以我们就认为X处像素值的大小就等于B处像素值的大小。显然，这种方法是非常苯的，同时会带来明显的失真。在A,B中点处的像素值会突然出现一个跳跃，这就是为什么会出现马赛克和锯齿等明显走样的原因。最临近插值法唯一的优点就是速度快。图l0，最临近法插值原理d11ThenDRt=(N

2、xtR-CurR)*NegNDGt=(NxtG-CurG)*NegNDBt=(NxtB-CurB)*NegNDR=0DG=0DB=0ForL=Yb+1ToYe-1DR=DR+DRtDG=DG+DGtDB=DB+DBtColTmp(0,X,L)=CurR+DRColTmp(1,X,L)=CurG+DGColTmp(2,X,L)=CurB+DBNextEndIfCurStep=NxtStepCurR=NxtRCurG=NxtGCurB=NxtBNextColTmp(0,X,OutPutHei)=NxtRColTmp(l,X,OutPutHei)=NxtGColTmp(2,X,OutPutHei)=

3、NxtBNextNegN=1/Int(Xratio+1)ForY=0ToOutPutHeiCurR=ColTmp(0,0,Y)CurG=ColTmp(1,0,Y)CurB=ColTmp(2,0,Y)CurStep=0NxtStep=0ForX=0ToInPutWid-1NxtStep=CurStep+XratioXb=CurStepXe=NxtStepN=Xe-XbColOut(0,Xb,Y)=CurRColOut(1,Xb,Y)=CurGColOut(2,Xb,Y)=CurBM=X+1NxtR=ColTmp(0,M,Y)NxtG=ColTmp(1,M,Y)NxtB=ColTmp(2,M,Y)

4、IfN1ThenDRt=(NxtR-CurR)*NegNDGt=(NxtG-CurG)*NegNDBt=(NxtB-CurB)*NegNDR=0DG=0DB=0ForL=Xb+1ToXe-1DR=DR+DRtDG=DG+DGtDB=DB+DBtColOut(0,L,Y)=CurR+DRColOut(1,L,Y)=CurG+DGColOut(2,L,Y)=CurB+DBNextEndIfCurStep=NxtStepCurR=NxtRCurG=NxtGCurB=NxtBNextColOut(0,OutPutWid,Y)=NxtRColOut(l,OutPutWid,Y)=NxtGColOut(2

5、,OutPutWid,Y)=NxtBNextDone=TrueTimeZoom=timeGetTime-TimeZoomCanPut=TrueExitSubErrLine:MsgBoxErr.DescriptionEndSub全局变量定义：DimColTmp（）AsByte用于保存插值中间变量DimOutPutHeiAsLong要插值的目标高度DimOutPutWidAsLong要插值的目标宽度PublicTimeZoomAsLong插值运算使用的时间简单解释一下关于二次线性插值算法。（为了说明算法本身，我们只计算这个图片的红色分量，因为红绿蓝三种颜色的计算方法完全相同）假设我们有一个很简单的

6、图片，图片只有4个像素（2*2）现在我们要把这个图片插值到9个像素：3*3其中大写的字母代表原来的像素，小写字母代表插值得到的新像素。想必看到这个图，大家心里已经有了这个算法了。推导：很简单，对吧，先从一个方向把只涉及两个原始像素的新像素算出来。我们这里假定先计算水平方向。而在算垂直方向的插值的时候，因为ab和cd已经在前面算好了，所以abcd的计算也和计算ac和bd没有任何区别了。有可能为有朋友已经想到把原来的图像插值到4*4或5*5的方法了。推导：以A和B为例，先求出原始像素的差(A-B)再算出每一步的递增量(A-B)/3；然后每一个新的点就是在前面那个点的值加上这个递增量就是了。这里我们

7、假设A=100,B=255放大倍率为3,水平方向插值；先计算出原始像素的差:(B-A)=255-100=155再计算出水平方向每一步的递增量：(A-B)/3=155/3=51.7这里我们用一个变量DRt来记录这个递增量(这里只用红色来做例子)好了，其实二次线性算法就是这么一个东西，并不复杂。或许有写朋友会对于我给出的代码产生疑问。很简单的一个算法为什么要写这么多代码。其实答案很简单：为了提高速度。在VB中“+”和“-”永远是最快的，“*”要比“/”和“”快。不论是什么类型的变量都是这样的。下面再来分析一下我的程序。在我的程序中把两个方向的插值分解成了两个单独的部分。先把变成：再变成：这两个方向的插值算法完全相同而Xratio和Yratio这两个变量则用来记录水平方向和垂直方向的放大倍率。所以这个过程也能够让图像缩放不按照原始的纵横比进行。好了，将这个模块和全局变量添加到上次建立的工程模块中。把按钮中的代码改成：DibGet.hdc,0,0,.scalewidth,.scaleheightZoomimage,.scalewidth*2,.scaleheight*2EndWithpicture2.AutoRedraw=TrueDibPutpicture2.hdcpicture2.ref