Reducing the Number of Gray Levels, Zooming and Shrinking Images

摘    要：本实验分为三部分：编写一个以2的幂次方将一幅图像的灰度级数从256减少到2；编写一个基于像素复制法的图像缩放程序，要求缩放因子为整数；编写一个基于双线性插值法的图像缩放程序，要求输入参数为输出图像的水平和垂直方向的像素数。并使用这三个函数对给定图像进行缩小再放大操作，对比输出图像和原图的差异。该实验是在MATLAB 2014a平台上实现。

(1)实验过程

分析：由实验要求知程序要实现三个功能1.灰度级减少2.基于像素复制的图像放缩3.基于双线性插值的图像放缩

1.灰度级减少

图像的灰度就是所谓的色阶或灰阶，是指亮度的明暗程度。也称中间色调主要用于传送图片，分别有16级、32级、64级三种方式，它采用矩阵处理方式将文件的像素处理成16、32、64级层次，使传送的图片更清晰。LED显示屏的灰度等级越高，颜色越丰富，色彩越艳丽；反之，显示颜色单一，变化简单。

本实验的图像素材是一种具有从黑到白256级灰度色阶的单色图像。该图像中的每个像素用8位无符号数据表示，因此像素点值介于黑白间的256种灰度中的一种。该图像只有灰度等级，而没有颜色的变化。

为了实现图像灰度级数的变化，本实验以2的幂次方将256级的灰度色阶进行量化。当图像的采样点数一定时，采用不同量化灰度级数的图像质量不一样。灰度级数越多，图像质量越好；反之图像质量越差。灰度级数小的极端情况就是二值图像。

程序中其中imt =uint8(fix(ima / 2^factor) * 2^factor)中fix(ima /2^factor)的计算结果为整数，略去了小数点后，再乘以2^factor则达到了量化的作用，即不是2^factor整数倍的灰度值都被归为2^factor的整数倍。为了防止数据溢出，将factor设定在0到8之间。

2.基于像素复制的图像放缩

像素复制法只是简单的把原图像最近邻的灰度赋给每个新的位置，或者在缩小中简单地去除某一位置的像素信息，在放大时会产生一些“空像素点”等待赋值，利用取整操作将像素复制到临近的像素点中

3.基于双线性插值的图像放缩<