【转】opencv中的resize 函数 的理解以及引申

一、什么是resize 函数:

  resize函数opencv中专门用来调整图像大小的函数;

  opencv 提供五种方法供选择分别是:

                   a.最近邻插值——INTER_NEAREST;

                   b.线性插值   ——INTER_LINEAR;(默认值)

                   c.区域插值   ——INTER_AREA;(利用像素区域关系的重采样插值)

                   d.三次样条插值——INTER_CUBIC(超过4*4像素邻域内的双三次插值)

                   e.Lanczos插值——INTER_LANCZOS4(超过8*8像素邻域的Lanczos插值)

  一般来说要缩小图像用区域插值(INTER_AREA);要放大图像一般用三次样条插值(INTER_CUBIC)或者线性插值(INTER_LINEAR);

二、resize 5类算法的公式:

  以下图来说明假设下图的大小为m*n ,想通过resize 函数把尺度变化为m1*n1;

  a.最近邻插值:

                      

                      

  b.线性插值(双线性插值):

            

                                                                其中:u v 是相当于放缩后的图像Dst相对于原图像Src中对应位置的小数部分;用的是最近邻插的公式;

  c.区域插值:  当放大图像时类似最近邻插值,当缩小图像时候有不同的结果;能有效避免波纹出现;

      d.三次样条插值(双三次插值):使用的是4*4邻域的像素双3次插值  从(i-1,j-1)到(i+2,j+2)所有点的插值运算结果公式如下图:

          

【转】opencv中的resize 函数 的理解以及引申_第1张图片

                                                             其中S(x)是对 sin(x*pi)/x  的逼近,为插值核;

  e.Lanczos插值:

【转】opencv中的resize 函数 的理解以及引申_第2张图片

                              其中:i,j 为缩放前的位置,水平相位值PH0 、PH1、PH2、PH3,垂直相位值PV0、PV1、PV2、PV3。具体如下图所示

【转】opencv中的resize 函数 的理解以及引申_第3张图片

三、函数申明格式:

  C++:void resize (InputArray src, OutputArray dst,Size dsize,double fx=0;double fy=0,int interpolation=INTER_LINEAR);

  第一个参数:为输入图像;

  第二个参数:为输出图像;

  第三个参数:输出图像的大小;

  第四个参数:沿着水平轴的缩放系数;

  第五个参数:沿着垂直轴的缩放系数;

  第六个参数:插值方式默认为 INTER_LINEAR  线性插值;

四、具体的实验数据结果:

  选取图像的数据为3*3矩阵[5,3,1,1,1,1,0,1,0];扩大到6*6的矩阵结果图

  

     

  

选取图像的数据为6*6矩阵缩小到3*3矩阵的结果图

  

【转】opencv中的resize 函数 的理解以及引申_第4张图片

      

   结论:对于放大图像来说方法越复杂,求出来的数据效果越好,同样的计算时间也会提高(后面会验算时间),区域插值结果与最近邻插结果一样;

      对于缩小图像来说方法越复杂,求出来的数据效果越好,同样的计算时间也会提高(后面会验算时间),区域插值结果与线性插值结果一样;

五、具体图像运算结果

【转】opencv中的resize 函数 的理解以及引申_第5张图片

    缩小图像用区域插值;放大图像用三次样条插值(速度慢);线性插值(速度快);

六、算法的具体时间测试,用一张400*400的图像进行测试:  单位是 MS  用的clock_t  函数测试  循环100次然后 折算成MS

缩小成200*200像素图像的测试结果

  最近邻插

   双插线性  区域插值  双三插值   LANCZOS4

扩大成为 800*800像素图像的测试结果

 最近邻插

 双插线性 区域插值双三插值 LANCZOS4

    

  

  PS:如果自己计算会发现结果不正确,根源在于图像中心opencv修正过;修正公式为:

【转】opencv中的resize 函数 的理解以及引申_第6张图片

 void resize(InputArray src, OutputArray dst, Size dsize, double fx=0, double fy=0, int interpolation=INTER_LINEAR)

。src    输入图
。dst   输出图,形态和输入图相同,当dsize不等于0,输出图尺寸会和dsize相同,当dsize等于0,输出图尺寸会由输入图尺寸、fx、fy计算而得
。dsize   输出尺寸,当输入为0时,fx、fy皆不可为0,dsize = Size(round(fxsrc.cols),round(fysrc.rows))
。fx   水平缩放比例,当输入为0时,fx=(double)dsize.width/src.cols
。fy   垂直缩放比例,当输入为0时,fy=(double)dsize.height/src.rows
。interpolation    内插方式   内插方式有
a). CV_INTER_NEAREST      最邻近插值点法
b). CV_INTER_LINEAR         双线性插值法
c).CV_INTER_AREA             邻域像素再取样插补
d).CV_INTER_CUBIC           双立方插补,4*4大小的补点
e).

當我們縮小影像時,使用CV_INTER_AREA會有比較好的效果,當我們放大影像,CV_INTER_CUBIC會有最好的效果,但是計算花費時間較多,CV_INTER_LINEAR能在影像品質和花費時間上取得不錯的平衡。 CV_INTER_LANCZOS4    Lanczos插补,8*8大小的补点

       此篇主要记录下因为本人使用的环境是Qt5.9.1+MSV2015编译器,因Qt中有自己的resize()函数,所以开始的时候始终不对

因为前面有using namespace cv;  所以忘记当有重名函数时要加作用域下调用,所以记得cv::resize(); 
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