数字图像处理(4):图像缩放(C语言实现)

本文深入探讨了图像缩放的基本概念,包括图像缩小与放大的原理。详细分析了图像缩小过程中如何通过平均值方法保留更多原始信息,以及图像放大时采用的近邻取样插值、双线型内插值和二次立方插值等算法,并对比了不同方法的效果。

1. 定义(摘自维基百科)

在计算机图形学中,图像缩放指的是通过增加或去掉像素来改变图片的尺寸。由于要在效率和图像质量比如平滑度和清晰度之间做折衷,图像缩放并不是个简单的过程。当图像尺寸增大的时候,组成图像的像素也越来越大,图像看上去就变"柔和"了。而缩小图像的时候,图像就变得平滑和清晰了。

除了为了适应显示区域而缩小图片外,图像缩小技术更多的是被用来产生预览图片。图像放大技术一般被用来令一个较小的图像填充一个大的屏幕。当你放大一张图像时,你不能可能获得更多的细节,因此图像的质量将不可避免的下降。不过也有很多技术可以保证在放大图像即增加像素的时候,图像的质量不变。

2.方法及实现

2.1 图像缩小

为了能够更好的观察效果,选用了比较小的图片(200*200)进行处理。

图像缩小相对比较简单,由于缩小必定损失信息量,所以个人感觉需要考虑的是怎么尽可能多的保留原始信息。

最简单的方法为直接选取部分数据。譬如,图像缩小一倍,则隔一行(列)取一个数据,图像缩小为原来的四分之一,则隔三行(列)取一个数据。

处理结果:

这种方式相当于直接舍去了1/2(3/4)的信息,于是尝试通过取相邻像素的平均值代替原来单纯的一个像素以尽可能多的保留原始信息。

分析:

可以看到,后者得到的图片效果明显好于前者。在进行图像缩小操作时,要考虑的是在图像信息必然损失的情况下,尽可能多的保留原始信息。

第一种处理关键代码为:

    for (int i = 0; i < height; i+=3){
        for (int j = 0; j < width; j+=3){
            PicZoomOut[i / 4][j / 4] =Pic[i][j];
        }
    }

第二种处理关键代码为:

   for(int i = 0; i < 100; i++){
          for(int j = 0; j < 100; j++){
                 PicZoomOut[i][j] = (Pic[i * 2][j * 2]+ Pic[i * 2 + 1][j * 2] + Pic[i * 2][j * 2 + 1] + Pic[i * 2+ 1][j * 2 + 1])/4;
          }
   }

图像缩小,第二种方法,缩为原来1/4,代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>

#define height  200
#define width   200

typedef unsigned char  BYTE;    // 定义BYTE类型,占1个字节

int main(void)
{
   
   
FILE *fp = NULL;
BYTE PicZoomOut[100][100];
BYTE *ptr;
BYTE **Pic = new BYTE *[height];
for (int i = 0; i !=</
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