幾何角度理解線性插值和雙線性插值

2022-03-16 09:57:59 字數 862 閱讀 1879

已知兩個點的座標為\((x0,y0)\)和\((x1,y1)\),他們呈簡單的線性關係(或者近似)。帶求座標x落在\((x0,x1)\)之間,求y。

如上圖白色的線。

從幾何角度有兩種方法,一是相似三角形,二是斜率相等。下面使用相似三角形可知:

\[ =

\]從而可得

\[y =

\]上面是線性插值的描述

已知影象上一點,其座標是浮點數,求其灰度值。如下圖:

a00,a10,a01,a11是相鄰的畫素點,其灰度值都已知,求axy的灰度值。

從直觀上看,axy的灰度值由另外四個畫素的灰度值的一部分組成。若假設axy在另外四個畫素中的面積的比重與灰度值所佔比重呈線性關係,則很容易求出其灰度值來。

首先,將座標原點平移到a11。並假設a11的座標為\((x0,y0)\)。然後,將所有畫素邊長假設為1(歸一化)。則可以求出來新畫素的四個頂點。然後,依據其頂點座標,求出面積。

因為畫素邊長已經歸一化,故其面積為1。因此,求出的四個小方塊的面積即表示其在該畫素中所佔的比重。

\[q = (x-x0)(y-y0)q00 + (x+1-x0)(y-y0)q10 + (x-x0)(y+1-y0)q01+(x+1-x0)(y+1-y0)q11

\]上式的值,與一般的雙線性插值算出來的值是一樣的。

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