一、插值像素的概念
插值,是一种为数码相机在计算像素时可以增加有效像素(实际像素)的成像方法。这种方法是将数码相机中的感光器件所形成的实际像素,通过相机中内置的软件,根据实际感光影像的像素,按照一定的运算方法进行计算,产生出新的像素点,并将其插入到原来像素附近的空隙处,从而实现增加了像素总量和增大了像素密度的目的。其实,不但是数码摄像会用到插值,数码变焦的基本原理也是采用插值算法的,它是一种由电子线路实时实现图像空间变换的效果。
从中我们可以知道,通过插值可以使到数码相机的像素在摄像中得到大幅提升,例如原先130万像素的数码相机,经插值功能处理可达200万像素(如在每两个像素点之间通过软件计算再插入一个模拟点),210万像素经插值后可达400万像素,具体提升多少视乎相机所采用的插值方法和种类来计算。
二、插值相机的分辨和计算
插值的计算方法有很多,比较常用的有最近像素插值算法、双线性插值算法、双三次插值算法和分形算法的四种。其中,最近像素插值算法是最简单的一种插值算法,这种方法是当图片放大时,缺少的像素通过直接使用与之最接近的原有像素的颜色生成,也就是说照搬旁边的像素。如图1所示,当图片扩大时,要增加X点处的像素,由于X点与A、B这两个有效像素中的B点最接近,因此X点会直接照搬B点的像素,从而使到X点生成的效果与B点一样。虽然这种算法简单,因此处理的速度很快,但结果通常会产生明显可见的锯齿,效果往往不佳。
双线性插值算法,是指输出的图像的每个像素都是原图中四个像素运算的结果,由于它是从原图四个像素中运算的,因此这种算法很大程度上消除了锯齿现象,而且效果也比较好。双三次插值算法是双线性插值算法的改进算法,它输出图像的每个像素都是原图16个像素运算的结果,由于效果好,运算速度也不慢,因而这种插值方法是一种很常见的算法,普遍用在图像编辑软件、打印机驱动和数码相机上。分形算法具有无限的细节和自相似的特点,它可以使到图形无论如何放大,看起来都与原图形很相似,因此得到的图像效果,跟其他算法相比更清晰、更锐利,但在计算上也相对比其他算法要复杂很多