Bilineární interpolace:
Při převzorkování nebo reprojekci dat může být nutné data interpolovat.
Nejběžnější operátory převzorkování jsou bilineární interpolace, kubická konvoluce a nejbližší soused.
Dnes se zaměříme na bilineární interpolaci, která odhaduje výstupní plochu se 4 známými hodnotami.
Jak se liší od ostatních interpolačních technik? Podívejme se na to.
Kdy použijete bilineární interpolaci?
Než se pustíme do úplného vysvětlení bilineární interpolace, je důležité vědět, proč ji vůbec použít.
Rastry teplotních gradientů, digitální výškové modely, roční srážkové mřížky, rastr šumových vzdáleností – to vše jsou potenciální příklady, kdy lze interpolaci použít k převzorkování obrázků. Každý příklad má hodnoty, které se plynule mění od buňky k buňce a tvoří povrch.
Uveďme si několik příkladů, kdy byste mohli použít bilineární interpolaci:
- Při převzorkování dat z jedné velikosti buňky na druhou měníte velikost buňky a potřebovali byste interpolaci.
- Když promítáte svá rastrová data do jiného souřadnicového systému, měníte konfiguraci a převzorkováváte data
V obou těchto případech byste použili techniku převzorkování. Protože když máte vstupní rastr, jak má výstupní rastr vědět, ze kterých buněk má vycházet, když se vstupní buňky neshodují?
Musíte zvolit techniku převzorkování, jako je bilineární interpolace, kubická konvoluce nebo nejbližší soused.
Jak funguje bilineární interpolace
Bilineární interpolace je technika výpočtu hodnot umístění v síti na základě blízkých buněk sítě. Klíčový rozdíl spočívá v tom, že používá ČTYŘI nejbližší středy buněk.
Pomocí čtyř nejbližších sousedních buněk přiřadí bilineární interpolace výstupní hodnotu buňce pomocí váženého průměru. Použije váhy na základě vzdálenosti čtyř nejbližších středů buněk, čímž vyhladí výstupní rastrovou mřížku.
Doporučuje se používat bilineární interpolaci pro spojité datové soubory bez výrazných hranic. Povrch musí být spojitý a nejbližší body spolu musí souviset.
Při spuštění tohoto procesu se generuje hladší povrch, ale ne tak přísný jako kubická konvoluce, která používá 16 sousedních buněk. Výstupní rastr vezme pouze čtyři nejbližší středy buněk a použije průměr pomocí vzdálenosti.
Proč používat bilineární interpolaci?
Klíčovým rozdílem bilineární interpolace je, že ke generování výstupního povrchu používá 4 nejbližší sousedy.
Kubická konvoluce naopak používá 16 nejbližších sousedů, což povrch vyhladí více.
Bilineární interpolace předpokládá, že vstup je spojitý.
Tato metoda převzorkování používá k odhadu průměrnou vzdálenost, přičemž bližší buňky mají vyšší váhu.
