三线性插值
是在三维离散采样数据的张量积网格上进行线性插值的方法。这个张量积网格可能在每一维度上都有任意不重叠的网格点,这种方法通过网格上数据点在局部的矩形棱柱上线性地近似计算点(x,y,z)的值。三线性插值经常用于数值分析、数据分析以及计算机图形学等领域。
目的
为了减少一个梯度幅值从一个格子漂移(shift)到另一个格子引起的描述子突变,需要对梯度值做三线性插值。也就是根据三维坐标计算距离周围格子的距离,按距离的倒数计算权重,将梯度幅值按权重分配到临近的格子里。
双线性插值
原图像中4个像素点灰度值计算得到新图像中1个像素点灰度值。(双:两个维度进行计算)
- 第一步:x方向单线性插值,求点R1的灰度值f(R1)
其中, 与
可以看作权重。
- 第二步:x方向单线性插值,求点R2的灰度值f(R2)。与上述步骤同理。
- 第三步:根据上述两个步骤得到的f(R1)与f(R2),进行y方向单线性插值,求点P的灰度值f(P)
三线性插值
原图像中8个像素点灰度值计算得到新图像中1个像素点灰度值。(三:三个维度进行计算)
与双线性插值同样的思路,只是我们推到3d空间
根据点c000与点c100的灰度值计算得到点a的灰度值,根据点c010与点c110的灰度值计算得到点b的灰度值
根据点c001与点c101的灰度值计算得到点c的灰度值,根据点c011与点c111的灰度值计算得到点d的灰度值
得到了这四个点,再把它代入回双线性插值既可:
图像的梯度
梯度的方向是函数f(x,y)变化最快的方向,当图像中存在边缘时,一定有较大的梯度值,相反,当图像中有比较平滑的部分时,灰度值变化较小,则相应的梯度也较小,图像处理中把梯度的模简称为梯度,由图像梯度构成的图像成为梯度图像。