[转]openCV: 线性插值方法进行图像放大

向右看齐 2022-08-04 10:39 173阅读 0赞

<table style="table-layout: fixed; width: 100%;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 
 <div>
 图像的放大可以用插值的方法，其中一种简单的插值就是线性插值，线性插值虽然简单，却非常有效。 
 
 
 线性插值 
 所谓线性插值就是说：有一组离散数据{a(1),a(2),…,a(n)}，我们想要知道a(k)和a(k+1)之间的数a(m) (k&lt;m&lt;k+1)是多少。但因为数据是离散的，我们只知道a(k)和a(k+1)，因此我们只能对a(m)进行一个估计，这个估计的值就叫插值。一种比较合理的估计是a(k)和a(k+1)之间某点的值可能是a(k)+(a(k+1)-a(k))*m，m是[0,1]之间的一个常小数，这就叫线性插值。如下图 
 
 
 <img src="http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/sboom/92016/r_LinerInterpolation.JPG" alt=""> 
 
 图像的线性插值放大 
 图像就是一个象素矩阵，可以表示为 p(i,j)。现在用p(i,j)表示原图像中的某个点，ps(i,j)表示放大后的图像的某个点，放大过程如下： 
 首先计算需要插值的位置 
 新图像的某个点ps(x,y) 的值为 
 ps(x,y) ＝ p(m,n) 
 m ＝ 原图像高×（x÷新图像高） 
 n ＝ 原图像宽×（y÷新图像宽） 
 m,n 一般会是一个小数，就是原图像需要插值的位置 
 知道了插值位置接下来就要对原图像进行插值了，如下图 
 
 <img src="http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/sboom/92016/r_LinerInterpolation2.JPG" alt=""> 
 其中p(i,n) ，p(m,j) ， p(i+1,n) ， p(m,j+1) ， p(m,n) 就是用线性插值方法插进去的， 
 p(i,n) ＝ p(i,j) ＋ (p(i,j+1) － p(i,j)) × (n-j) 
 p(m,j) ＝ p(i,j) ＋ (p(i+1,j) － p(i,j)) × (m-i) 
 p(i+1,n) ＝ p(i+1,j) ＋ (p(i+1,j+1) － p(i+1,j)) × (n-j) 
 p(m,j+1) ＝ p(i,j+1) ＋ (p(i+1,j+1) － p(i,j+1)) × (m-i) 
 p(m,n) ＝ p(i,n) ＋(p(i+1,n) － p(i,n)) × (m-i) 
 i ＝ floor(m) 
 j ＝ floor(n) 
 floor是向下取整 
 这样放大图像的每一个点的值ps(x,y)就全有了，把他写到新图像中就完成了图像的线性插值放大。 
 
 
 VC实现 
 我们用OpenCV(beta_5)库来读取图像，然后手工插值放大。程序是MFC/DOC/VIEW结构 
 
 … 
 首先接入OpenCV(beta_5)库 
 #include "highgui.h"&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Includes 
 #pragma comment(lib,"highgui.lib")&nbsp;&nbsp; //Link to .lib 
 #pragma comment(lib,"cxcore.lib")&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Link to .lib 
 … 
 
 class CLinerDoc : public CDocument 
 { 
 … 
 // 属性 
 public: 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IplImage *img;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Original image 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IplImage *img_s;&nbsp;&nbsp; //Scaled image 
 … 
 }; 
 &nbsp; 
 CLinerDoc::CLinerDoc() 
 :img(NULL) 
 ,img_s(NULL) 
 { 
 … 
 } 
 &nbsp; 
 BOOL CLinerDoc::OnNewDocument() 
 { 
 … 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int i,j; 
 &nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; double xs=3.0,ys=3.0; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Load the original image 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; img=cvLoadImage("C://Documents and Settings//Administrator//Desktop//Desktop//Desktop_Girl_v1.jpg"); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Apply memory for scaled image 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; img_s=cvCreateImage(cvSize((int)img-&gt;width*xs,(int)img-&gt;height*ys),img-&gt;depth,img-&gt;nChannels); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Scale by linear interpolation 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; double xm,ym; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned char vff0,vff1,vff2,vcf0,vcf1,vcf2,vfc0,vfc1,vfc2,vcc0,vcc1,vcc2; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned char v0,v1,v2; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; for(i=0;i&lt;img_s-&gt;height;i++){ 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; for(j=0;j&lt;img_s-&gt;width;j++){ 
 &nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Middle pixel 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; xm=(img-&gt;width-1)*j/(double)img_s-&gt;width; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ym=(img-&gt;height-1)*i/(double)img_s-&gt;height; 
 &nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //4 neighbor pixels of 3 color&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vff0=img-&gt;imageData[((int)floor(ym))*img-&gt;widthStep+((int)floor(xm))*img-&gt;nChannels+0];&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vff1=img-&gt;imageData[((int)floor(ym))*img-&gt;widthStep+((int)floor(xm))*img-&gt;nChannels+1]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vff2=img-&gt;imageData[((int)floor(ym))*img-&gt;widthStep+((int)floor(xm))*img-&gt;nChannels+2]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vcf0=img-&gt;imageData[((int)floor(ym))*img-&gt;widthStep+((int)ceil(xm))*img-&gt;nChannels+0]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vcf1=img-&gt;imageData[((int)floor(ym))*img-&gt;widthStep+((int)ceil(xm))*img-&gt;nChannels+1]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vcf2=img-&gt;imageData[((int)floor(ym))*img-&gt;widthStep+((int)ceil(xm))*img-&gt;nChannels+2]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vfc0=img-&gt;imageData[((int)ceil(ym))*img-&gt;widthStep+((int)floor(xm))*img-&gt;nChannels+0]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vfc1=img-&gt;imageData[((int)ceil(ym))*img-&gt;widthStep+((int)floor(xm))*img-&gt;nChannels+1]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vfc2=img-&gt;imageData[((int)ceil(ym))*img-&gt;widthStep+((int)floor(xm))*img-&gt;nChannels+2]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vcc0=img-&gt;imageData[((int)ceil(ym))*img-&gt;widthStep+((int)ceil(xm))*img-&gt;nChannels+0]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vcc1=img-&gt;imageData[((int)ceil(ym))*img-&gt;widthStep+((int)ceil(xm))*img-&gt;nChannels+1]; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; vcc2=img-&gt;imageData[((int)ceil(ym))*img-&gt;widthStep+((int)ceil(xm))*img-&gt;nChannels+2]; 
 &nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Perform linear interpolation 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; v0=vff0+(vcf0-vff0)*(xm-(int)xm) 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; +(vfc0+(vcc0-vfc0)*(xm-(int)xm)-vff0-(vcf0-vff0)*(xm-(int)xm))*(ym-(int)ym); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; v1=vff1+(vcf1-vff1)*(xm-(int)xm) 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; +(vfc1+(vcc1-vfc1)*(xm-(int)xm)-vff1-(vcf1-vff1)*(xm-(int)xm))*(ym-(int)ym); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; v2=vff2+(vcf2-vff2)*(xm-(int)xm) 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; +(vfc2+(vcc2-vfc2)*(xm-(int)xm)-vff2-(vcf2-vff2)*(xm-(int)xm))*(ym-(int)ym); 
 &nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Set pixel of scaled image 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; img_s-&gt;imageData[i*img_s-&gt;widthStep+j*img_s-&gt;nChannels+0]=v0; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; img_s-&gt;imageData[i*img_s-&gt;widthStep+j*img_s-&gt;nChannels+1]=v1; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; img_s-&gt;imageData[i*img_s-&gt;widthStep+j*img_s-&gt;nChannels+2]=v2; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; return TRUE; 
 } 
 &nbsp; 
 void CLinerDoc::OnCloseDocument() 
 { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Release created image 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cvReleaseImage(&amp;img_s); 
 … 
 } 
 &nbsp; 
 void CLinerView::OnDraw(CDC* pDC) 
 { 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; CLinerDoc* pDoc = GetDocument(); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ASSERT_VALID(pDoc); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (!pDoc) 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; return; 
 &nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int i,j; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; CLinerDoc *doc=(CLinerDoc*)this-&gt;GetDocument(); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IplImage *img=doc-&gt;img;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; //Original image 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IplImage *img_s=doc-&gt;img_s; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Scaled image 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int xOri=10,yOri=10; 
 &nbsp; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; COLORREF c; 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if(img){ 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Show original image 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; for(i=0;i&lt;img-&gt;height;i++){ 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; for(j=0;j&lt;img-&gt;width;j++){ 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; c=RGB(img-&gt;imageData[i*img-&gt;widthStep+j*img-&gt;nChannels+2], 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; img-&gt;imageData[i*img-&gt;widthStep+j*img-&gt;nChannels+1], 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; img-&gt;imageData[i*img-&gt;widthStep+j*img-&gt;nChannels+0]); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pDC-&gt;SetPixel(j+yOri,i+xOri,c); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if(img_s){ 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //Show scaled image 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; for(i=0;i&lt;img_s-&gt;height;i++){ 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; for(j=0;j&lt;img_s-&gt;width;j++){ 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; c=RGB(img_s-&gt;imageData[i*img_s-&gt;widthStep+j*img_s-&gt;nChannels+2], 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; img_s-&gt;imageData[i*img_s-&gt;widthStep+j*img_s-&gt;nChannels+1], 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; img_s-&gt;imageData[i*img_s-&gt;widthStep+j*img_s-&gt;nChannels+0]); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pDC-&gt;SetPixel(j+yOri*2+img-&gt;width,i+xOri,c); 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } 
 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } 
 } 
 放大效果见下图 
 
 <img src="http://blog.csdn.net/images/blog_csdn_net/sboom/92016/r_LinerScale.jpg" alt=""> 
 左边是原始图像，右边是用线性插值放大3倍后的，似模似样吧 :-) 
 
 </div> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

转自:

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