最接近双线性插值的邻域

Question

我目前正在做一个项目，需要我阅读图像并放大它们。

我目前正在使用最近邻算法来放大我的图像，但我正在尝试使用双线性插值，发现很难实现。

这是我目前的 NN 算法：

public void doThumbnailResize() {
    resizedImage = new BufferedImage(55, 55, BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR); 
    int h = resizedImage.getHeight(), h2 = image1.getHeight();
    int w = resizedImage.getWidth(), w2 = image1.getWidth();
    for (int j = 0; j < h; j++) {
        for (int i = 0; i < w; i++) {
            float y = j * ((float) h2 / (float) h);
            float x = i * ((float) w2 / (float) w);
            resizedImage.setRGB(i, j, image1.getRGB((int) x, (int) y));
        }
    }
    image_icon.setIcon(new ImageIcon(resizedImage));        
}

我发现很难在网上找到材料，并且想知道是否有人可以指出我正确的方向，也许还有一些伪代码。

提前谢谢。

Answer 1

双线性插值基本上适用于插值 4 个像素的正方形。您首先要查找最近的邻居，即目标像素映射到哪个源像素，以及相对于该像素的位置。然后，创建一个宽高一个目标像素大小的框，并检查该框与哪些像素相交（最多 4 个），并计算该重叠与框大小的关系。然后，该百分比将应用于颜色并添加到最终颜色中。

例：

假设我们有一个这样的 9x9 图像（每个字符表示一个像素）：

ABC
DEF
GHI

现在我们想将其放大到 4x4 并计算第一个像素的插值 （0/0）：

• 目标像素的相对大小为 （3/4，3/4），即每个目标像素跨越源像素宽度和高度的 0.75
• 像素 A 的纹理坐标范围为 （0，0） 到 （0.333，0.333）
• 我们的第一个目标像素的中心位于 （0.125，0.125） （1/宽度 * 0.5， 1/高度 * 0.5），因此目标框将跨越坐标
（0.0， 0.0） 到 （0.25，0.25）
• 如您所见，我们的第一个目标像素完全位于源像素 A 内，从而获得 A 的颜色。

现在对于第二个像素 （1/0）：

• 第二个目标像素的中心位于 （0.375，0.125），因此跨越坐标 （0.25，0.0） 到 （0.5，0.25）
• 如您所见，这将重叠源像素 A、B、D 和 E
• 目标框的面积为 0.25 * 0.25 = 0.0625
• 与 A 重叠的面积为 （0.333-0.25） * （0.25 - 0） ~= 0.02075
• 因此，我们大约 33% 的目标像素框与 A 重叠
• B 的重叠为 （（0.5-0333） * （0.25 - 0））/0.0625 ~= 67%
• 因此，目标像素的颜色将是 A 颜色的 33% + B 颜色的 67%

让我们考虑另一个像素，这次（1/1）：

A 的重叠为：（（0.333 - 0.25）
• * （0.333 - 0.25））/0.0625 ~= 11%
• B 的重叠将是：（（0.5-0.333） * （0.333 - 0.25））/0.0625 ~= 22%
• D 的重叠为：（（0.333 - 0.25） * （0.5-0.333） ）/0.0625 ~= 22%
• E 的重叠将是：（（0.5-0.333） * （0.5-0.333） ）/0.0625 ~= 45%
• 因此，目标像素 （1/1） 的颜色将为 11% A + 22% B + 22% D + 45% E