雙線性插值法縮放矩陣或圖像MATLAB代碼

ID:1054434 · 發(fā)表于 2023-3-5 15:40

%----------------------雙線性插值法縮放矩陣或圖像---------------------------
% Input：
% I：圖像文件名或矩陣（整數(shù)值（0~255））
% zmf：縮放因子，即縮放的倍數(shù)
% Output：
% 縮放后的圖像矩陣 ZI
% Usage:
% ZI = SSELMHSIC('ImageFileName',zmf)
% 對圖像I進(jìn)行zmf倍的縮放并顯示
% Or:
% ZI = SSELMHSIC(I,zmf)
% 對矩陣I進(jìn)行zmf倍的縮放并顯示
%-------------------------------------------------------------------
%%%% Authors: Zhi Liu
%%%% XiDian University Student
%%%% DATE: 16-12-2013
% 確實(shí)能實(shí)現(xiàn)把圖片放大，但是不失真太多，比把圖片直接放大分辨率更高
clc;clear all;close all;
%% Step1 對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理
zmf = 2; % 縮放因子，即縮放的倍數(shù)
[I,M] = imread("78.png");
if zmf <= 0
error('縮放倍數(shù) zmf的值應(yīng)該大于0！');
end
%% Step2 通過原始圖像和縮放因子得到新圖像的大小，并創(chuàng)建新圖像。
[IH,IW,ID] = size(I);
ZIH = round(IH*zmf); % 計(jì)算縮放后的圖像高度，最近取整
ZIW = round(IW*zmf); % 計(jì)算縮放后的圖像寬度，最近取整
ZI = zeros(ZIH,ZIW,ID); % 創(chuàng)建新圖像
%% Step3 擴(kuò)展矩陣I邊緣
IT = zeros(IH+2,IW+2,ID); % 小圖像
IT(2:IH+1,2:IW+1,:) = I; % 把原圖像賦值過去
IT(1,2:IW+1,:)=I(1,:,:);
IT(IH+2,2:IW+1,:)=I(IH,:,:);
IT(2:IH+1,1,:)=I(:,1,:);
IT(2:IH+1,IW+2,:)=I(:,IW,:);
IT(1,1,:) = I(1,1,:);
IT(1,IW+2,:) = I(1,IW,:);
IT(IH+2,1,:) = I(IH,1,:);
IT(IH+2,IW+2,:) = I(IH,IW,:);
%% Step4 由新圖像的某個(gè)像素（zi，zj）映射到原始圖像(ii，jj)處，并插值。
for zj = 1:ZIW % 對圖像進(jìn)行按列逐元素掃描
for zi = 1:ZIH
ii = (zi-1)/zmf; jj = (zj-1)/zmf;
i = floor(ii); j = floor(jj); % 向下取整
u = ii - i; v = jj - j;
i = i + 1; j = j + 1;
ZI(zi,zj,:) = (1-u)*(1-v)*IT(i,j,:) +(1-u)*v*IT(i,j+1,:)...
+ u*(1-v)*IT(i+1,j,:) +u*v*IT(i+1,j+1,:);
end
end
ZI = uint8(ZI);
%% 以圖像的形式顯示同現(xiàn)矩陣P
figure
imshow(I,M);
axis on
title(['原圖像（大�。� ',num2str(IH),'*',num2str(IW),'*',num2str(ID),')']);
figure
imshow(ZI,M);
axis on
title(['縮放后的圖像（大�。� ',num2str(ZIH),'*',num2str(ZIW),'*',num2str(ID)',')']);
% -----------------
% function R = bicubic(src, scale)
%% 雙三次插值
src = imread("78.png");
src = double(src) / 255;
scale = 2;
% 判斷是灰度圖還是RGB圖像
if ismatrix(src)
R = zeros(floor(size(src) * scale));
else
R = zeros([floor(size(src, 1, 2) * scale), 3]);
end
[dstM, dstN, ~] = size(R);
% 擴(kuò)展原圖像
misrc = zeros([size(src, 1, 2) + 2 * floor(scale), size(R, 3)]);
for i = 1 : size(R, 3)
tmp = padarray(src(:, :, i), [floor(scale), floor(scale)], 'symmetric');
misrc(:, :, i) = tmp;
end
%逐像素點(diǎn)賦值
for dstX = 1 : dstM
for dstY = 1 : dstN
srcX = floor((dstX + 0.5) / scale - 0.5);
srcY = floor((dstY + 0.5) / scale - 0.5);
u = ((dstX + 0.5) / scale - 0.5) - srcX;
v = ((dstY + 0.5) / scale - 0.5) - srcY;
X1 = zeros(4, 4);
X2 = zeros(4, 4);
W1 = ones(4, 4);
W2 = ones(4, 4);
% Bicubic基函數(shù)
for i = 1 : 4
for j = 1 : 4
X1(i, j) = abs(u - i + 2);
X2(i, j) = abs(v - j + 2);
if X1(i, j) <= 1
W1(i, j) = 1.5 * (X1(i, j)) ^ 3 - 2.5 * (X1(i, j)) ^ 2 + 1;
else
if X1(i, j) < 2
W1(i, j) = (-0.5) * (X1(i, j)) ^ 3 + 2.5 * (X1(i, j)) ^ 2 - 4 * X1(i, j) + 2;
else
W1(i, j) = 0;
end
end
if X2(i, j) <= 1
W2(i, j) = 1.5 * (X2(i, j)) ^ 3 - 2.5 * (X2(i, j)) ^ 2 + 1;
else
if X2(i, j) < 2
W2(i, j) = (-0.5) * (X2(i, j)) ^ 3 + 2.5 * (X2(i, j)) ^ 2 - 4 * X2(i, j) + 2;
else
W2(i, j) = 0;
end
end
end
end
W = W1 .* W2;
Z = ones(4, 4); %16個(gè)源像素點(diǎn)矩陣
O = ones(4, 4); %16個(gè)加權(quán)后的源像素點(diǎn)矩陣
for dstC = 1 : size(R, 3)
for i = 1 : 4
for j = 1 : 4
Z(i, j) = misrc(srcX - 2 + i + round(scale), srcY - 2 + j + round(scale), dstC);
O(i, j) = W(i, j) .* Z(i,j);
end
end
O1 = sum(sum(O));
R(dstX, dstY, dstC) = O1;
end
end
end
figure,imshow(R);

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