图像放大算法介绍（转载）
轉載自：http://www.cnblogs.com/celerychen/archive/2010/11/25/3588222.html
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一、 圖像放大算法
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圖像放大有許多算法，其關鍵在于對未知像素使用何種插值方式。以下我們將具體分析幾種常見的算法，然后從放大后的圖像是否存在色彩失真，圖像的細節(jié)是否得到較好的保存，放大過程所需時間是否分配合理等多方面來比較它們的優(yōu)劣。
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當把一個小圖像放大的時候，比如放大400%，我們可以首先依據(jù)原來的相鄰4個像素點的色彩值，按照放大倍數(shù)找到新的ABCD像素點的位置并進行對應的填充，但是它們之間存在的大量的像素點，比如p點的色彩值卻是不可知的，需要進行估算。
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1、最臨近點插值算法(Nearest Neighbor)
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最鄰近點插值算法是最簡單也是速度最快的一種算法，其做法是將放大后未知的像素點P，將其位置換算到原始影像上，與原始的鄰近的4周像素點A,B,C,D做比較，令P點的像素值等于最靠近的鄰近點像素值即可。如上圖中的P點，由于最接近D點，所以就直接取P=D。
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這種方法會帶來明顯的失真。在A,B中點處的像素值會突然出現(xiàn)一個跳躍，這就是出現(xiàn)馬賽克和鋸齒等明顯走樣的原因。最臨近插值法唯一的優(yōu)點就是速度快。
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2、雙線性插值算法(Bilinear Interpolation)
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其做法是將放大后未知的像素點P，將其位置換算到原始影像上，計算的四個像素點A,B,C,D對P點的影響(越靠近P點取值越大，表明影響也越大)，其示意圖如下。
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其具體的算法分三步：
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第一步插值計算出AB兩點對P點的影響得到e點的值。
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對線性插值的理解是這樣的，對于AB兩像素點之間的其它像素點的色彩值，認定為直線變化的，要求e點處的值，只需要找到對應位置直線上的點即可。換句話說，A,B間任意一點的值只跟A,B有關。
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第二步，插值計算出CD兩點對P點的影響得到f點的值。
第三步，插值計算出ef兩點對P點的影響值。
雙線性插值算法由于插值的結果是連續(xù)的，所以視覺上會比最鄰近點插值算法要好一些，不過運算速度稍微要慢一點，如果講究速度，是一個不錯的折衷。
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3、雙立方插值算法(Bicubic Interpolation)
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雙立方插值算法與雙線性插值算法類似，對于放大后未知的像素點P，將對其影響的范圍擴大到鄰近的16個像素點，依據(jù)對P點的遠近影響進行插值計算，因P點的像素值信息來自16個鄰近點，所以可得到較細致的影像，不過速度比較慢。
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不過雙立方插值算法與雙線性插值算法的本質區(qū)別不僅在于擴大了影響點的范圍，還采用高級的插值算法，如圖所示
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要求A，B兩點之間e點的值，需要利用A,B周圍A-1,A,B,B 1四個點的像素值，通過某種非線性的計算，得到光滑的曲線，從而算出e點的值來。
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所謂“雙”或者叫“二次”的意思就是在計算了橫向插值影響的基礎上，把上述運算拓展到二維空間，再計算縱向插值影響的意思。
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雙立方插值算法能夠得到相對清晰的畫面質量，不過計算量也變大。該算法在現(xiàn)在的眾多圖像處理軟件中最為常用，比如Photoshop,After Effects,Avid,Final Cut Pro等。
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為了得到更好的圖像質量，在以上的基礎上，許多新的算法不斷涌現(xiàn)，它們使用了更加復雜的改進的插值方式。譬如B樣條（B-SPline）, 米切爾（Mitchell）等插值算法，它們的目的是使插值的曲線顯得更平滑，圖像邊緣的表現(xiàn)更加完美。
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4、 自適應樣條插值極其增強技術（ S-Spline & S-Spline XL）
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與上述經典的插值方法最大的區(qū)別在于， S-Spline 采用了一種自適應技術，那些傳統(tǒng)的方法總是依據(jù)周圍的像素點來求未知點的色彩值，也就是說需要求解的色彩值僅僅依靠該像素點在圖像中的位置，而非實際的圖像的像素信息，而自適應樣條算法還會考慮實際圖像的像素信息。 實驗表明，經過 S-Spline 算法得到的圖像效果要優(yōu)于雙立方插值算法。
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現(xiàn)在 S-Spline 算法又出現(xiàn)了增強版 S-Spline XL，新版本的 S-Spline XL 算法較 S-Spline 而言畫面的銳度得到進一步增強，物體的輪廓更加清晰，邊緣的鋸齒現(xiàn)象大大減弱，圖像感受更加自然。
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二、 圖像放大算法 實際測試
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現(xiàn)在我們來對以上幾種插值算法進行實際測試，看看它們的效果。首先打開原始的圖像bird.jpg.這是一個分辨率為360×270的圖像。
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我們采用 BenVista 公司著名的 PhotoZoom Pro 2 軟件，在pc電腦上進行測試，電腦的CPU配置為Inter Core 2 T5500 1.66GHz,分別采用以上5種插值方法把原始圖像放大8倍得到5個2880×2160的圖像
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??? 為了得到最好的圖像放大質量，在可選條件下，我們應該使用自適應樣條插值增強（S-S pline_ XL）技術來放大圖像。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的图像放大算法介绍（转载）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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