图像插值技术综述.pdf

符祥，郭宝龙：图像插值技术计综算述机工程与设计ComputerEngineeringandDesign2009,30(1)141

多媒体技术
图像插值技术综述

符祥1,2，郭宝龙2
(1.南昌航空大学计算机学院，江西南昌330063；2.西安电子科技大学机电工程学院，陕西西安710071)

摘要：图像插值是图像处理中最基本的技术之一，得到了广泛研究和应用。将图像插值技术分为传统插值、基于边缘的插
值和基于区域的插值3类，介绍了各类技术的一般实现方法和典型算法；从原理上分析了各类算法的科学性；并对不同算法
进行了对比实验和讨论。实验结果表明，基于区域的插值方法原理更科学，插值图像的主观和客观质量最好；最后，给出了
图像插值的发展形式及前景。
关键词：图像插值;插值原理;边缘指导;区域指导;科学性
中图法分类号：TN911.73文献标识码：A文章编号：1000-7024(2009)01-0141-04

Overviewofimageinterpolationtechnology

FUXiang1,2,GUOBao-long2
(1.SchoolofComputing,NanchangHangkongUniversity,Nanchang330063,China;
2.SchoolofElectromechanicalEngineering,XidianUniversity,Xi’an710071,China)

Abstract：Imageinterpolationiswidelystudiedandusedindigitalimageprocessing.Firstly,theimageinterpolationtechnologiesare
classifiedintothreetypes,includingtraditionalinterpolation,edge-basedinterpolationandarea-basedinterpolation.Then,thebasic
principleandtypicalalgorithmsforeachtypeareintroduced.Furthermore,theirscientificityisanalyzed.Comparisonanddiscussion
aremade.Theresultisfoundthatthearea-directedinterpolationmethodsaremorescientificandreasonableintheory,andtheinterpolated
imageshavethebestqualityinbothsubjectivevisualevaluationandobjectivenumericalcomparison.Finally,thefutureresearchdirection
inthisfieldisgiven.
Keywords：imageinterpolation;principle;edge-directed;area-directed;scientificity

0引言1传统图像插值算法

图像插值是图像处理的重要内容之一，普遍应用于军事、在传统图像插值算法中，最近邻插值较简单，容易实现，
航空、医学、通讯、气象、遥感、动画制作和电影合成等领域。早期的时候应用比较普遍。但是，该方法会在新图像中产生
图像插值就是利用已知邻近像素点的灰度值来产生未知像素明显的锯齿边缘和马赛克现象。双线性插值法具有平滑功
点的灰度值，以便由原始图像再生出具有更高分辨率的图像。能，能有效地克服最近邻法的不足，但会退化图像的高频部
从硬件上着手实现图像的缩放，可以获得较高的图像质量，但分，使图像细节变模糊。在放大倍数比较高时，高阶插值，如
一般对硬件的改进将需要付出较昂贵的代价，而从软件方面双三次和三次样条插值等比低阶插值效果好。这些插值算
改进，采用插值技术实现数字图像的分辨率变换则很有意义。法可以使插值生成的像素灰度值延续原图像灰度变化的连
目前文献中已经提出了很多软件实现插值的方法。传统续性，从而使放大图像浓淡变化自然平滑。但是在图像中，
的插值方法侧重于图像的平滑，从而取得更好的视觉效果。有些像素与相邻像素间灰度值存在突变，即存在灰度不连续
但这类方法在保持图像平滑的同时，常常导致图像的边缘模性。这些具有灰度值突变的像素就是图像中描述对象的轮
糊。而图像的边缘信息是影响视觉效果的重要因素，同时也廓或纹理图像的边缘像素。在图像放大中，对这些具有不连
是目标识别与跟踪、图像匹配、图像配准等图像处理问题的关续灰度特性的像素，如果采用常规的插值算法生成新增加的
键因素。因此，基于边缘的插值技术成为近年来研究的热