插值算法在图像旋转的应用

徐鹏飞

摘要：图像在旋转过程中，如果是垂直或者水平旋转，旋转后的图像和原图像差别不大，基本满足人们的需求。但如果旋转角度任意设定的话，由于旋转后的像素通过旋转公式把原图像的像素近似计算所得，所以旋转后的图像就会出现像素叠加或者像素空白的地方，为了避免这种视觉的偏差，本文通过插值算法把叠加的像素去掉，空白的像素通过临近像素的计算来填补，这样就很大程度上近似呈现原图像的像素。在本文的最后通过算法和实验效果对比很好达到预期的效果。

关键词：旋转；临近插值；均值插值

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）34-0160-02

1 图像的旋转

图像在旋转过程中，如果是垂直或者水平旋转，旋转后的图像和原图像差别不大，基本满足人们的需求。但如果旋转角度任意设定的话，由于旋转后的像素通过旋转公式把原图像的像素近似计算所得，图像的旋转公式如下：

如果按照此公式进行计算，旋转后的部分像素所得值是近似值，所以旋转后的图像就会出现像素叠加或者像素空白的地方，为了避免这种视觉的偏差，本文通过插值算法把叠加的像素去掉，空白的像素通过临近像素的复制来填补，这样就很大程度上近似呈现原图像的像素。插值算法的含义就是，通过搜索把像素空白的点找出来，因为一般空缺的点和临近像素很相似，所以可以通过临近像素的复制或者多个临近像素的平均估值来填补空白像素处。一般可用插值算法很多，不同的插值算法所得的图像效果是不同的，本文通过临近插值算法和均值插值算法来进行实验对比。

2 临近插值法

所谓的临近插值算法：就是首先搜索出像素空白的点，然后把临近的像素点复制到空白像素之处。如：

临近插值算法有很大的优点，就是算法简单，程序很好实现。临近插值算法只是用临近的像素来填补，这和原图像的像素差异较大，会失去原图像的视觉效果，为了来更好地达到原图像的视觉效果，我们可以用均值插值算法来计算像素空白的点。

3 均值插值算法

所谓均值插值算法就是通过搜索找出像素空白的点，然后把部分或全部临近像素点的均值来填补像素空白之处，这样无论从视觉角度还是现实图像来说都更大接近原像素。均值插值算法如下：

4 小结

通过实验比较验证，如果不用插值算法旋转后的图像会失去原图像中的大量的图像像素，导致图像视觉效果的偏差，通过插值算法能很好地达到人们的视觉效果。

参考文献：

[1] 沈庭芝， 方子文. 数字图像处理及模式识别[M]. 北京：理工大学出版社，2005.

[2] 李奇， 徐之海， 冯华君. 用于数码相机的CCD颜色插值算法研究[J]. 激光与红外，2009，32（5）：300-302.

[3] 徐伯庆， 孙国强， 陈离. 数字图像缩放的原理与硬件实现[J]. 上海理工大学学报，2012，24（3）：222-225.