原创《保持轮廓清晰双线性插值图像放大算法》：这篇插值论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
摘 要：图像放大是数字图像处理技术中一种基础而又重要的技术,它是改变图像原有的尺寸大小以满足人们的视觉需要或应用需要的一种行为.本文提出了一种基于拟合分界线的插值放大算法,该算法包括分割和插值放大两个步骤.该算法得到的放大图像不仅可保持轮廓清晰,而且可保持轮廓光滑.
关键词：图像处理；插值放大；清晰轮廓；拟合分界线
一、背景介绍
图像是人们交流、传递信息的主要途径,与语音或文字相比,图像包含的信息更加直观、更加确切,具有更高的使用率和广泛的适用性.随着计算机技术的高速发展,图像信息的处理在社会生活中的作用已越来越突出.图像放大是图像重建里的一项重要技术,简单来说其实质就是数据补充及处理的问题,其中主要有插值操作算法.图像放大有着重要的应用价值,对生活中各行各业都有着不可分割的联系.
二、拟合分界线的生成
1. 表征分界点的二值图像
选取一个灰度阈值,在原灰度图像上如果两个相邻接像素间的灰度差绝对值大于此阈值,定义这两个像素分属于不同的区域,并定义它们连线的中点为分界点. 如图1所示,图1a像素坐标为（x,y）,其中,0 xm,0 yn.图1b为一幅像素初始值为0的二值图像.图1a中定义的分界点在图1b中的对应像素的值为1.图1b所示的二值图像表征了原图像的分界点性质,称它为原图像的分界点二值图像.按上述分界点定义,图1b中只有小方框表示的像素值可能为1,它们的坐标为（2x+1,2y）或（2x,2y+1）,其余像素的值都为0.
为了叙述方便,把分界点二值图像中值为1的像素也称为分界点.从图1b可以看出,分界点（2x+1,2y）按逆时针方向有6个相邻分界点方向,分界点（2x,2y+1）按逆时针方向也有6个相邻分界点方向.
2. 把分界点按相邻关系排序
分界点二值图像中值为1的等值线组成分界线,以分隔图像的各个子区域.把图像区域轮廓线拟合为连续光滑的分界线,将会使放大效果更佳.在此之前,需先把分界点按邻接关系排序.
将排序好的分界点坐标按搜索顺序,存储于图2所示数据结构中,每行按顺序存储一段排序的分界点,一共有n条分界线.其中,d[i]表示分界点坐标,每行用动态数组表示；num表示此行存储的点坐标个数,即动态数组的长度；指针nline指向下一行.对于封闭的分界线,需把此行的前三个分界点按顺序存放于数据结构行的尾部,这样才能保证拟合出的分界线封闭.
3.用B样条函数拟合连续光滑的分界线
对于图2所示数据结构中的任一行顺序排列的分界点采用三次均匀B样条函数可把它们拟合为一条连续光滑的分界线.之所以选择三次,是因为三次B样条曲线二阶导数连续,足以满足人们的视觉要求.
三、基于拟合分界线的双线性插值放大
本文采用较常用的双线性插值来对基于拟合分界线的插值放大进行讨论.如图3所示,平面中的线性插值只涉及插值方格中的4个顶点图像素.对于没有分界线经过的方格,按4个顶点图像素可以很容易地双线性插值出方格内的所有像素.但如果方格中有拟合分界线经过,就要基于方格内的拟合分界线进行插值.
1.双线性插值
对有分界线经过的方格,需分下列三种情况进行双线性插值：
（1）插值图3a中E点.E点与方格的三个顶点图像素A,B,C位于分界线的同一侧.这样,插值E点的值只需从A,B,C三个顶点图像素插出.设像素边长为单位1,用下式对E点插值：
（2）插值图3 a中F点. F点只与方格的D顶点像素位于分界线的同一侧.把D像素的值直接赋予F点.
（3）插值图3b中*. *与方格的二个顶点像素A,D位于分界线的同侧.设像素边长为单位1,用下式对*插值：
四、结语
常规插值放大算法的平滑功能退化图像细节,在大倍数图像放大时会导致放大图像区域轮廓模糊.本文提出的基于拟合分界线的图像插值放大算法,考虑了图像的整体形状特征,保存了位于区域边界的图像高频部分,使放大后的图像轮廓既能保持清晰,又能保持光滑连续,但是本文提出的算法也有一个明显的不足,就是文中只对灰*像进行分析讨论得出了结果,并没有对彩*像就行研究.所以可以对该算法进行进一步研究,讲它推广到彩*像的放大中去.
插值论文参考资料：
结论：保持轮廓清晰双线性插值图像放大算法为适合插值论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关插值函数开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
