图像双三次插值算法原理及python实现

一. 图像双三次插值算法原理：

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假设源图像 A 大小为 m*n ，缩放后的目标图像 B 的大小为 M*N 。那么根据比例我们可以得到 B(X,Y) 在 A 上的对应坐标为 A(x,y) = A( X*(m/M), Y*(n/N) ) 。在双线性插值法中，我们选取 A(x,y) 的最近四个点。而在双立方插值法中，我们选取的是最近的16个像素点作为计算目标图像 B(X,Y) 处像素值的参数。如图所示：

如图所示 P 点就是目标图像 B 在 (X,Y) 处对应于源图像中的位置，P 的坐标位置会出现小数部分，所以我们假设 P 的坐标为 P(x+u,y+v)，其中 x,y 分别表示整数部分，u,v 分别表示小数部分。那么我们就可以得到如图所示的最近 16 个像素的位置，在这里用 a(i,j)(i,j=0,1,2,3) 来表示。 

双立方插值的目的就是通过找到一种关系，或者说系数，可以把这 16 个像素对于 P 处像素值的影响因子找出来，从而根据这个影响因子来获得目标图像对应点的像素值，达到图像缩放的目的。 

    BiCubic基函数形式如下：

二. python实现双三次插值算法

from PIL import Image

import numpy as np

import math

# 产生16个像素点不同的权重

def BiBubic(x):

x=abs(x)

if x=1:

    return 1-2*(x**2)+(x**3)

elif x2:

    return 4-8*x+5*(x**2)-(x**3)

else:

    return 0

# 双三次插值算法

# dstH为目标图像的高，dstW为目标图像的宽

def BiCubic_interpolation(img,dstH,dstW):

scrH,scrW,_=img.shape

#img=np.pad(img,((1,3),(1,3),(0,0)),'constant')

retimg=np.zeros((dstH,dstW,3),dtype=np.uint8)

for i in range(dstH):

    for j in range(dstW):

        scrx=i*(scrH/dstH)

        scry=j*(scrW/dstW)

        x=math.floor(scrx)

        y=math.floor(scry)

        u=scrx-x

        v=scry-y

        tmp=0

        for ii in range(-1,2):

            for jj in range(-1,2):

                if x+ii0 or y+jj0 or x+ii=scrH or y+jj=scrW:

                    continue

                tmp+=img[x+ii,y+jj]*BiBubic(ii-u)*BiBubic(jj-v)

        retimg[i,j]=np.clip(tmp,0,255)

return retimg

im_path='../paojie.jpg'

image=np.array(Image.open(im_path))

image2=BiCubic_interpolation(image,image.shape[0]*2,image.shape[1]*2)

image2=Image.fromarray(image2.astype('uint8')).convert('RGB')

image2.save('BiCubic_interpolation.jpg')

三. 实验结果：

四. 参考内容：

   

   

三次函数的图像是什么？

三次函数的图像是回归式抛物线。最高次数项为3的函数，形如y=ax3+bx2+cx+da，b，c，d为常数，且a不等于0的函数叫做三次函数cubicfunction。三次函数的图象是一条曲线回归式抛物线不同于普通抛物线。融合三次函数和不等式，创设情境求参数的范围。

函数的概况说明

函数应该算是数学中最重要的概念之一，也是我们接触得比较多的数学对象，从小学到大学的数学学习之中，函数可以说无处不在。如今我们以极为简洁的方式定义了函数，然而函数概念的发展却并不是一帆风顺的，大量的数学家耗费将近三个世纪的时间才最终形成了一套成熟的函数语音。

将自然现象和规律用数学方式表达出来并加以研究应当说是近代科学得以发展的一个重要原因，而函数在这个过程中几乎起着决定性的作用。

如何画出三次函数的图像？

形如y=ax³+bx²+cx+d（a≠0,b,c,d为 常数）的函数叫做三次函数(cubic function)。 三次函数的 图象是一条曲线——回归式 抛物线（不同于普通抛物线）。

三次函数性态的五个要点

⒈三次函数y=f(x）在（-∞，+∞）上的 极值点的个数

⒉三次函数y=f（x）的图象与x 轴 交点个数

⒊ 单调性问题

⒋三次函数f（x）图象的 切线条数

⒌融合三次函数和 不等式，创设情境求参数的范围

使用Python画出一个三维的函数图像，数据来自于一个Excel表格？

可以的。 python利用matplotlib这个库，先定义一个空图层，然后声明x,y,z的值，x，y,z赋相应的列的值，最后建立标签，标题即可。最后，excel安装运行python的插件，运行python。

文章题目：python三次函数图像 python绘制二次函数图像
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