三種圖像重采樣方法的特點和區(qū)別

1、X的示意圖如圖2所示，其中X、Y坐標表示像素的位置，圖像重采樣主要有三種方法，分別是最鄰近法，雙線性內插法和三次卷積內插法。最近鄰法。該法針對于二維圖像取待采樣點周圍4個相鄰像素點中距離最近的1個鄰點的灰度值作為該點的灰度值”如圖（1）。此算法雖然計算簡單，但由于僅用對該采樣點影響最大的（即最近的）像素的灰度值作為該點的值，而沒有考慮其他相鄰像素的影響（相關性），因此重新采樣后的圖像灰度值有明顯的不連續(xù)性，像質損失較大。x2xT圖（1）務像縮放中的插值和重采樣2）雙線性內插法作為對最近鄰點法的一種改進，這種方法是“利用周圍4個鄰點的灰度值在兩個方向上作線性內插以得到待采樣點的灰度值”。即根據(jù)待

2、采樣點與相鄰點的距離確定相應的權值計算出待采樣點的灰度值。雙線性內插fll+UJ+v)心4血廠1J）2取線件內播他f（*，*）表示像素的灰度值。其數(shù)學表達式為：f（i+u，j+v）=（1-u）（1-v）f（i,j）+（1-u）vf（i,j+1）+u（1-v）f（i+1,j）+uvf（i+1,j+1）（2）與最鄰近法相比。雙線性內插法由于考慮了待采樣點周圍四個直接鄰點對待采樣點的影響，此基本克服了前者灰度不連續(xù)的缺點，但其代價是計算量有所增大。但由于此方法僅考慮四個直接鄰點灰度值的影響，而未考慮到各鄰點間灰度值變化率的影響，因此具有低通濾波器的性質，使縮放后圖像的高頻分量受到損失，圖像的輪廓變得

3、較模糊。用此方法縮放后的圖（3）立方卷積法作為對雙線性內插法的改進，即“不僅考慮到四個直接鄰點灰度值的影響還考慮到各鄰點間灰度值變化率的影響”，立方卷積法利用了待采樣點周圍更大鄰域內像素的灰度值作三次插值。此法利用了如圖3所示的三次多項式S（w）。像與原圖像相比，仍然存在由于計算模型考慮不周而產生的圖像質量退化與精度降低的問題。S(w)的數(shù)學表達式為:I一2wpui1iIxv|V1Svw).4-8|w|+5|wPTw1IClw|C20Iu.|2式中，w為自變量，S(w)為三次多項式的值。如圖4所示的是三次多項式y(tǒng))為進行內插，計算時用周圍的f(x,y)=ABC16個鄰點的灰度值按下式進行內插，

4、則該像素的灰度值f(x,s(14-U)-S)fvi-1,j+lfj+2)-/(i,4-2)f；/(G)+1)/U4-U；)/(j+1+;+1/(f+1.j+e?f(i+2*j+1)fti+J,j-F2)式中的*)苗數(shù)用式桂)S-48114-I+5I1+S5=1-2Ila+lI*=(1-計尊”分析式(裁和式(釘，可以岌理*冬Af-2Iitli+Ihp-an+若令k=0,則式(3)的立方卷積就退化為雙線性內插法。因此，可以把用三次多項式插值的立方卷積法看成由兩部分組成，其中(1|u|)代表直接鄰點間灰度值的變化率對待采樣點的影響，而K則代表鄰點間灰度值的變化率對待采樣點的影響。與雙線性內插法相比，立方卷積法不僅考慮了直接鄰點的灰度值還考慮了零點見灰度值變化率的影響，因此后者所求得的待采樣點灰度值更接近原(采樣)值。此方法用進一步增大計算量來換取待采樣點精度的進法中計算量最大的。1(1-*TGT廠R2)B廠Rr-1/ct7)