Phương pháp thu phóng

Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ chính thức giới thiệu ba phương pháp phóng to đã được giới thiệu trong hướng dẫn Giới thiệu về phóng to.

Phương pháp

Sao chép pixel hoặc (Nội suy hàng xóm gần nhất)
Phương pháp giữ lệnh bằng 0
Thu phóng K lần

Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng. Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách thảo luận về nhân rộng pixel.

Phương pháp 1: Sao chép pixel:

Giới thiệu:

Nó còn được gọi là phép nội suy hàng xóm gần nhất. Như tên gọi của nó cho thấy, trong phương pháp này, chúng tôi chỉ sao chép các pixel lân cận. Như chúng ta đã thảo luận trong hướng dẫn Lấy mẫu, việc phóng to không là gì ngoài việc tăng lượng mẫu hoặc pixel. Thuật toán này hoạt động trên cùng một nguyên tắc.

Đang làm việc:

Trong phương pháp này, chúng tôi tạo các pixel mới tạo thành các pixel đã cho sẵn. Mỗi pixel được sao chép trong phương pháp này n lần hàng và cột khôn ngoan và bạn có một hình ảnh được thu phóng. Nó đơn giản như vậy.

Ví dụ:

Nếu bạn có một hình ảnh gồm 2 hàng và 2 cột và bạn muốn phóng to nó hai lần hoặc 2 lần bằng cách sử dụng tính năng sao chép pixel, thì đây là cách thực hiện.

Để hiểu rõ hơn, hình ảnh đã được chụp dưới dạng ma trận với các giá trị pixel của hình ảnh.

1	2
3	4

Hình trên có hai hàng và hai cột, trước tiên chúng ta sẽ thu phóng nó theo hàng khôn ngoan.

Hàng phóng to khôn ngoan:

Khi chúng tôi thu phóng hàng một cách khôn ngoan, chúng tôi sẽ chỉ đơn giản sao chép các pixel hàng vào ô mới liền kề của nó.

Đây là cách nó sẽ được thực hiện.

1	1	2	2
3	3	4	4

Như bạn có thể làm trong ma trận trên, mỗi pixel được sao chép hai lần trong các hàng.

Thu phóng kích thước cột:

Bước tiếp theo là sao chép từng cột pixel một cách khôn ngoan, chúng ta sẽ chỉ cần sao chép pixel cột vào cột mới liền kề của nó hoặc đơn giản là bên dưới nó.

Đây là cách nó sẽ được thực hiện.

1	1	2	2
1	1	2	2
3	3	4	4
3	3	4	4

Kích thước hình ảnh mới:

Như có thể thấy từ ví dụ trên, một hình ảnh gốc gồm 2 hàng và 2 cột đã được chuyển đổi thành 4 hàng và 4 cột sau khi phóng to. Điều đó có nghĩa là hình ảnh mới có kích thước

(Hàng ảnh gốc * hệ số phóng to, cột ảnh gốc * hệ số thu phóng)

Thuận lợi và khó khăn:

Một trong những ưu điểm của kỹ thuật phóng to này là, nó rất đơn giản. Bạn chỉ cần sao chép các pixel và không có gì khác.

Nhược điểm của kỹ thuật này là hình ảnh được phóng to nhưng đầu ra rất mờ. Và khi hệ số phóng to tăng lên, hình ảnh ngày càng bị mờ hơn. Điều đó cuối cùng sẽ dẫn đến hình ảnh bị mờ hoàn toàn.

Phương pháp 2: Không giữ lệnh

Giới thiệu

Phương pháp giữ lệnh bằng 0 là một phương pháp thu phóng khác. Nó còn được gọi là phóng to hai lần. Vì nó chỉ có thể phóng to hai lần. Chúng ta sẽ thấy trong ví dụ dưới đây rằng tại sao nó lại làm như vậy.

Đang làm việc

Trong phương pháp giữ thứ tự 0, chúng tôi chọn hai phần tử liền kề từ các hàng tương ứng, sau đó chúng tôi thêm chúng và chia kết quả cho hai, và đặt kết quả của chúng vào giữa hai phần tử đó. Đầu tiên chúng ta làm hàng này một cách khôn ngoan và sau đó chúng ta làm cho cột này một cách khôn ngoan.

Ví dụ

Cho phép chụp ảnh có kích thước của 2 hàng và 2 cột và thu phóng ảnh hai lần bằng cách sử dụng giữ thứ tự bằng không.

1	2
3	4

Đầu tiên chúng ta sẽ thu phóng nó theo hàng khôn ngoan và sau đó là cột khôn ngoan.

Hàng phóng to khôn ngoan

1	1	2
3	3	4

Khi chúng ta lấy hai số đầu tiên: (2 + 1) = 3 và sau đó chúng ta chia nó cho 2, chúng ta nhận được 1,5 gần đúng với 1. Phương pháp tương tự cũng được áp dụng cho hàng 2.

Thu phóng cột khôn ngoan

1	1	2
2	2	3
3	3	4

Chúng tôi lấy hai giá trị pixel cột liền kề là 1 và 3. Chúng tôi thêm chúng và nhận được 4. 4 sau đó chia cho 2 và chúng tôi nhận được 2 được đặt ở giữa chúng. Phương pháp tương tự được áp dụng trong tất cả các cột.

Kích thước hình ảnh mới

Như bạn có thể thấy rằng kích thước của hình ảnh mới là 3 x 3 trong khi kích thước của hình ảnh gốc là 2 x 2. Vì vậy, có nghĩa là kích thước của hình ảnh mới dựa trên công thức sau

(2 (số hàng) trừ 1) X (2 (số cột) trừ 1)

Ưu điểm và nhược điểm.

Một trong những ưu điểm của kỹ thuật phóng to này, đó là nó không tạo ra hình ảnh mờ như so với phương pháp nội suy lân cận gần nhất. Nhưng nó cũng có một nhược điểm là nó chỉ có thể chạy bằng công suất của 2. Có thể chứng minh ở đây.

Lý do đằng sau việc phóng to hai lần:

Xét hình ảnh trên gồm 2 hàng và 2 cột. Nếu chúng ta phải thu phóng nó 6 lần, sử dụng phương pháp giữ lệnh bằng 0, chúng ta không thể làm được. Như công thức cho chúng ta thấy điều này.

Nó chỉ có thể phóng to sức mạnh của 2 2,4,8,16,32 và v.v.

Ngay cả khi bạn cố gắng thu phóng nó, bạn không thể. Bởi vì lúc đầu, bạn sẽ phóng to nó hai lần, và kết quả sẽ giống như trong cột phóng to khôn ngoan với kích thước bằng 3x3. Sau đó, bạn sẽ thu phóng nó một lần nữa và bạn sẽ nhận được kích thước bằng 5 x 5. Bây giờ nếu bạn thực hiện lại, bạn sẽ nhận được kích thước bằng 9 x 9.

Trong khi theo công thức của bạn thì câu trả lời phải là 11x11. Như (6 (2) trừ 1) X (6 (2) trừ 1) cho 11 x 11.

Phương pháp 3: Phóng to K-Times

Giới thiệu:

K lần là phương pháp phóng to thứ ba mà chúng ta sẽ thảo luận. Nó là một trong những thuật toán thu phóng hoàn hảo nhất được thảo luận cho đến nay. Nó đáp ứng các thách thức của cả hai lần phóng to và sao chép pixel. K trong thuật toán phóng to này là viết tắt của hệ số phóng to.

Đang làm việc:

Nó hoạt động như thế này.

Trước hết, bạn phải lấy hai pixel liền kề như khi bạn đã phóng to hai lần. Sau đó, bạn phải trừ nhỏ hơn với lớn hơn. Chúng tôi gọi đây là đầu ra (OP).

Chia đầu ra (OP) với hệ số thu phóng (K). Bây giờ bạn phải thêm kết quả vào giá trị nhỏ hơn và đặt kết quả vào giữa hai giá trị đó.

Thêm giá trị OP một lần nữa vào giá trị bạn vừa đặt và đặt nó một lần nữa bên cạnh giá trị đã đặt trước đó. Bạn phải làm điều đó cho đến khi bạn đặt k-1 giá trị vào đó.

Lặp lại bước tương tự cho tất cả các hàng và cột, và bạn sẽ có được hình ảnh được thu phóng.

Ví dụ:

Giả sử bạn có một hình ảnh gồm 2 hàng và 3 cột, được cho bên dưới. Và bạn phải thu phóng nó ba lần hoặc ba lần.

15	30	15
30	15	30

K trong trường hợp này là 3. K = 3.

Số giá trị cần được chèn là k-1 = 3-1 = 2.

Hàng phóng to khôn ngoan

Lấy hai pixel liền kề đầu tiên. Đó là 15 và 30.

Trừ 15 cho 30. 30-15 = 15.

Chia 15 cho k. 15 / k = 15/3 = 5. Chúng tôi gọi nó là OP. (Trong đó op chỉ là một cái tên)

Thêm OP đến số thấp hơn. 15 + OP = 15 + 5 = 20.

Thêm OP đến 20 một lần nữa. 20 + OP = 20 + 5 = 25.

Chúng tôi làm điều đó 2 lần vì chúng tôi phải chèn các giá trị k-1.

Bây giờ lặp lại bước này cho hai pixel liền kề tiếp theo. Nó được hiển thị trong bảng đầu tiên.

Sau khi chèn các giá trị, bạn phải sắp xếp các giá trị được chèn theo thứ tự tăng dần, do đó vẫn có sự đối xứng giữa chúng.

Nó được hiển thị trong bảng thứ hai

Bảng 1.

15	20	25	30	20	25	15
30	20	25	15	20	25	30

Ban 2.

Thu phóng cột khôn ngoan

Quy trình tương tự phải được thực hiện theo cột khôn ngoan. Quy trình bao gồm việc lấy hai giá trị pixel liền kề, sau đó lấy giá trị lớn hơn trừ đi giá trị nhỏ hơn. Sau đó, bạn phải chia nó cho k. Lưu trữ kết quả dưới dạng OP. Thêm OP vào nhỏ hơn, và sau đó lại thêm OP vào giá trị có thêm OP đầu tiên. Chèn các giá trị mới.

Đây là những gì bạn nhận được sau tất cả những điều đó.

15	20	25	30	25	20	15
20	21	21	25	21	21	20
25	22	22	20	22	22	25
30	25	20	15	20	25	30

Kích thước hình ảnh mới

Cách tốt nhất để tính toán công thức cho kích thước của hình ảnh mới là so sánh kích thước của hình ảnh gốc và hình ảnh cuối cùng. Kích thước của hình ảnh ban đầu là 2 X 3. Và kích thước của hình ảnh mới là 4 x 7.

Công thức do đó là:

(K (số hàng trừ đi 1) + 1) X (K (số hàng trừ đi 1) + 1)

Ưu điểm và nhược điểm

Một trong những lợi thế rõ ràng mà thuật toán thu phóng k thời gian có được là nó có thể tính toán thu phóng của bất kỳ yếu tố nào là sức mạnh của thuật toán sao chép pixel, đồng thời nó cũng cho kết quả được cải thiện (ít mờ hơn), đó là sức mạnh của phương pháp giữ thứ tự không. Vì vậy, nó bao gồm sức mạnh của hai thuật toán.

Khó khăn duy nhất mà thuật toán này gặp phải là nó phải được sắp xếp cuối cùng, đây là một bước bổ sung, và do đó làm tăng chi phí tính toán.