对图像进行上采样和下采样的最佳方法

Posted 2023-03-16

【中文标题】对图像进行上采样和下采样的最佳方法

【英文标题】：Best way to Upsampling and Downsampling Image

【发布时间】：2014-05-04 05:12:06

【问题描述】：

我的图像尺寸为 300x300。为了更快的计算时间，我使用了下采样

 I=imresize(originalImage,0.5);

之后，我想恢复它

 outputImage=imresize(I,2);

但我看到输出图像与原始图像不相似。在matlab中上下采样的最佳方法是什么？它将返回原始图像和输出图像之间的最小误差（下采样和上采样后） 非常感谢

【参考方案1】：

您不应该期望完全恢复较大的图像。如果这是可能的，我们可以通过存储下采样图像并放大它们来无损压缩图像。但是，当图像被下采样时，一些信息会丢失，这些信息根本无法恢复。如果出于运行时原因需要对图像进行下采样，请确保在需要时保留原始图像的副本。 matlab imresize 函数提供了多种执行插值的方法。可以测试特定内核的下采样/上采样操作导致的错误：

I = int8(imread('rice.png'));

J = imresize(imresize(I,0.5,'box'),2,'box');
mean(abs(J(:) - I(:)))

使用不同的内核类型运行此代码会产生：

box
4.132904052734375
triangle
4.843124389648438
cubic
4.094940185546875
lanczos2
4.088195800781250
lanczos3
3.948623657226562

Lanczos3 似乎对这张图片有最小的错误，这并不奇怪。它也可能是最慢的。

【参考方案2】：

如果您专注于下采样一半（上采样 2）的特殊情况，请使用impyramid：

I1 = impyramid(I0, 'reduce');
Ix = impyramid(I1, 'expand');

【讨论】：

效果不错。但检查它不会恢复相同大小的原始图像。您可以在 matlab 中查看此代码：>> I0=[1 2 3 4;5 6 6 6; 7 6 5 6； 2 4 6 8];>>I1 = impyramid(I0, 'reduce'); >> Ix = impyramid(I1, '展开'); Ix 尺寸仅为 3x3。它看起来不像 I0 尺寸 4x4。如何解决？谢谢楼主

@user3336190 老实说，我只使用过reduce，所以我从未在文档中注意到expand 提供(2*M-1)-by-(2*N-1)。不确定是否有解决方法，抱歉。

Chappjc：没问题。您对小误差的上下采样有什么想法吗？我只知道一种方法是 imresize() 函数

@user3336190 imresize 是一个好方法，但请注意，下采样时的抗锯齿可能会或可能不会对错误有益。作为参考，如果您想手动进行采样（使用interp2），请参阅my resizeim function from a previous post。除了边缘在imresize 中得到特殊处理外，输出等效于imresize 禁用抗锯齿。