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影像重采样

双线性插值、三次卷积

双线性内插法

适用于规则点的插值。取插值点周围4个最近像元点,如图所示。

双线性内插法

四个像元点应分布在插值点四周,像元点之间间隔为1像素,内插点 (u,v)(u,v)的灰度值 D(u,v)D(u,v)为:

D(u,v)=[A][B][C]D(u,v)=[A][B][C] A=[ω(Δx)ω(1Δx)]A= \begin{bmatrix} \omega(\Delta x) & \omega(1-\Delta x) \end{bmatrix} B=[D(i,j)D(i,j+1)D(i+1,j)D(i+1,j+1)]B=\begin{bmatrix} D(i,j) & D(i,j+1) \\ D(i+1,j) & D(i+1,j+1) \end{bmatrix} C=[ω(Δy)ω(1Δy)]C=\begin{bmatrix} \omega(\Delta y) \\ \omega(1-\Delta y) \end{bmatrix} ω(t)={1t,0t10,another\omega(t)=\begin{cases} 1-\lvert t \rvert &, 0\leqslant \lvert t \rvert \leqslant1 \\ 0 &, \:\:another \end{cases}

整理得到,

D(u,v)=[1ΔxΔx][D(i,j)D(i,j+1)D(i+1,j)D(i+1,j+1)][1ΔyΔy],0Δx,Δy1D(u,v)= \begin{bmatrix} 1- \Delta x & \Delta x \end{bmatrix} \begin{bmatrix} D(i,j) & D(i,j+1) \\ D(i+1,j) & D(i+1,j+1) \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1- \Delta y \\ \Delta y \end{bmatrix} ,0\leqslant \Delta x,\Delta y \leqslant1

三次卷积插值

取插值点周围16个像元点,像元点间隔为1,如图所示。

三次卷积插值法

16个像元点应分布在插值点四周,像元点之间间隔为1像素,内插点 (u,v)(u,v)的灰度值 D(u,v)D(u,v) 为:

D(u,v)=[A][B][C]D(u,v)=[A][B][C] A=[ω(1+Δx)ω(Δx)ω(1Δx)ω(2Δx)]A=\begin{bmatrix} \omega(1+\Delta x) & \omega(\Delta x) & \omega(1-\Delta x) & \omega(2-\Delta x) \end{bmatrix} B=[D(i1,j1)D(i1,j)D(i1,j+1)D(i1,j+2)D(i,j1)D(i,j)D(i,j+1)D(i,j+2)D(i+1,j1)D(i+1,j)D(i+1,j+1)D(i+1,j+2)D(i+2,j1)D(i+2,j)D(i+2,j+1)D(i+2,j+2)]B=\begin{bmatrix} D(i-1,j-1) & D(i-1,j) & D(i-1,j+1) & D(i-1,j+2) \\ D( i ,j-1) & D( i ,j) & D( i ,j+1) & D( i ,j+2) \\ D(i+1,j-1) & D(i+1,j) & D(i+1,j+1) & D(i+1,j+2) \\ D(i+2,j-1) & D(i+2,j) & D(i+2,j+1) & D(i+2,j+2) \\ \end{bmatrix} C=[ω(1+Δy)ω(Δy)ω(1Δy)ω(2Δy)]C=\begin{bmatrix} \omega(1+\Delta y) \\ \omega(\Delta y) \\ \omega(1-\Delta y) \\ \omega(2-\Delta y) \end{bmatrix} ω(t)={12t2+t3,0t<148t+5t2t3,1t<20,t2\omega(t)=\begin{cases} 1-2{\lvert t\rvert}^2+{\lvert t\rvert}^3&,0 \leqslant \lvert t\rvert <1 \\ 4-8\lvert t\rvert+5{\lvert t\rvert}^2-{\lvert t\rvert}^3&,1 \leqslant \lvert t\rvert <2 \\ 0 &,\lvert t\rvert \geqslant 2 \end{cases}