插值算法 - 双三次插值(Bicubic Interpolation)

1.原理介绍​

双三次插值(Bicubic Interpolation)是一种高质量的图像插值方法,比双线性插值更平滑,能保留更多细节。

它广泛应用于图像缩放、旋转、变形等任务。


​双三次插值基于​​三次多项式插值​​,在二维图像中,它使用目标像素周围的 ​​4×4=16 个邻近像素​​ 进行加权计算。

​(1) 一维三次插值(Cubic Interpolation)​

在一维情况下,给定 4 个点 p−1​,p0​,p1​,p2​,目标点 x∈[0,1] 的插值公式为:

其中,系数 a,b,c,d 由边界条件(如连续性和平滑性)决定。

更常用的形式是​​Catmull-Rom 样条​​(一种三次插值方法):

### 回答1: 双三次插值bicubic interpolation)是一种图像处理技术,用于在图像缩放或旋转时增加图像的分辨率和清晰度。它通过在原始像素之间插入更多的像素来实现这一点,从而使图像更加平滑和自然。双三次插值是一种高级的插值方法,它比线性插值和双线性插值更精确和准确。 ### 回答2: 双三次插值是一种常用的图像插值方法,用于在像素化图像中增加细节或改变图像尺寸。这种插值方法能够通过计算周围像素的加权平均值,推断出缺失像素的值,并生成更平滑的图像。 双三次插值的计算步骤如下: 1. 首先,根据给定的缩放比例,确定输出图像的尺寸。例如,如果原始图像是100x100像素,缩放比例是2,那么生成的图像将会是200x200像素。 2. 接下来,对于目标图像中的每个像素,计算其在原始图像中的对应位置。这个位置通常不是一个整数,而是一个浮点数,因此需要使用插值技术来计算其值。 3. 针对每个目标像素的位置,找到其周围的16个相邻像素(通常是一个4x4的像素块)。 4. 然后,根据这些相邻像素的值,使用双三次插值公式计算出目标像素的值。这个公式考虑了每个像素的权重,距离和相对位置,以生成一个平滑的、连续的目标像素值。 5. 最后,将所有计算得到的像素值逐个放置在目标图像中的对应位置,完成双三次插值过程。 通过双三次插值,我们可以改变图像的尺寸,同时保持图像的平滑性和细节。这种插值方法在图像处理领域中广泛应用,可以用于图像缩放、旋转、平滑化、超分辨率重建和插值放大等任务。当我们需要在图像上进行精确操作或改变其尺寸时,双三次插值是一个常用且有效的工具。
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