【图像重建】超分辨率插值法（双线性插值+双三次插值）图像重建【含Matlab源码 2771期】

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1. 超分辨率插值 超分辨率插值是一种用于图像重建的技术，旨从低分辨率图像中生成更高分辨率的图像。双线性插值和双三次插值是常用的超分辨率插值方法。以下是基于这两种插值方法的图像重建基本步骤：

图像预处理：对输入的低分辨率图像进行预处理，包括去噪、增强对比度等操作，以提高图像质量。

像素定位：确定在高分辨率图像中每个像素的位置。在双线性插值中，使用最近邻像素之间的线性权重来估计位置。在双三次插值中，通过使用与目标点周围像素相关的三次多项式来确定位置。

插值计算：根据像素定位结果，执行双线性或双三次插值计算。双线性插值通过根据离目标位置最近的四个像素之间的权重进行加权平均来估计目标位置的像素值。双三次插值则通过考虑目标位置周围的16个像素及其权重，使用三次多项式来计算目标位置的像素值。

重建图像：将插值到的像素值组成的高分辨率图像进行生成和合成。根据插值计算的结果，生成更高分辨率的值方法可以在一定程度上提高图像细节和平滑性，但无法准确恢复丢失的高频信息。为了更好地重建超分辨率图像，还可以考虑使用更复杂的方法，如基于深度学习的超分辨率重建模型（例如SRGAN、ESRGAN等），以获得更好的重建效果。

2.双线性插值 双线性插值是一种用于图像处理和计算机图形学中的插值方法，用于在已知离散点之间估计目标位置的值。以下是双线性插值的基本原理和步骤：

确定目标像素位置：根据高分辨率图像中待求像素的位置，找到最近的四个邻近像素（通常为 (x1, y1)，(x2, y1)，(x1, y2)，(x2, y2)）。

水平插值：通过水平方向上的线性插值，计算出位于目标位置上下两个邻近纵坐标 (y1, y2) 之间的像素值。

a. 在水平方向上，对于目标位置的 x 坐标处，利用邻近纵坐标处的像素值进行线性插值计算。

b. 计算公式：I_h = I(x1)(x2-x)/(x2-x1) + I(x2)(x-x1)/(x2-x1)

垂直插值：通过垂直方向上的线性插值，使用步骤2中的结果计算出目标位置的像素值。

a. 在垂直方向上，对于目标位置的 y 坐标处，利用上下两个水平插值结果进行线性插值计算。

b. 计算公式：I_v = I_h*(y2-y)/(y2-y1) + I(y2)*(y-y1)/(y2-y1)

得到目素值：通过双线性插值的计算结果，获得目标位置的像素值。

双线性插值方法通过在水平和垂直方向上对邻近像素值进行线性插值来的值。与更简单的最近邻插值相比，双线性插值能够产生更平滑的图像，并减少了锯齿状效应。但它仍然会导致某些细节缺失和模糊，特别是当进行较大倍数的图像放大时。对于更高质量的图像重建，可以考虑使用更复杂的插值方法（如双三次插值、基于深度学习的超分辨率方法等）。

3.双三次插值 双三次插值是一种用于图像处理和计算机图形学中的插值方法，用于在已知离散点之间估计目标位置的值。与双线性插值相比，双三次插值可以提供更平滑的插值结果，并且能够更好地保留图像的细节。以下是双三次插值的基本原理和步骤：

确定目标像素位置：根据高分辨率图像中待求像素的位置，找到最近的16个邻近像素（通常为 (x1, y1)，(x2, y1)，(x3, y1)，…，(x4, y4)）。

水平插值：通过水平方向上的三次插值，计算位于目标位置上下两个邻近纵坐标 (y1,2) 之间的像素值。

a. 在水平方向上，对于目标位置的 x 坐标处，利用16个邻近像素的值进行三次样条插值计算。

b. 计算公式采用三次多项式函数：I_h = a0 + a1x + a2x^2 + a3*x^3， 其中 x = (target_x - x1) / (x2 - x1)

垂直插值：通过垂直方向上的三次插值，使用步骤2中的结果计算出目标位置的像 在垂直方向上，对于目标位置的 y 坐标处，利用上下两个水平插值结果进行三次样条插值计算。

b. 计算公式采用三次多项式函数：I_v = a0 + a1y + a2y^2 + a3*y^3， 其中 y = (target_y - y1) / (y2 - y1)

得到目素值：通过双三次插值的计算结果，获得目标位置的像素值。

双三次插值方法通过在水平和垂直方向上应用三次样条插值来估计目标位置的值。相较于双线性插值，双三次插值能够提供更平滑的图像插值结果，并且能够更好地保留图像的细节和纹理。然而，双三次插值需要操作更多的邻近像素，计算复杂度也较高。因此，在实际应用中根据实际需求和计算资源来选择合适的插值方法

%双线性插值 clear,clc,close all img=imread(‘lena.png’) [ori,img_new]=imblizoom(img,3)

imshow(uint8(ori));title(‘原图’) figure,imshow(img_new);title(‘双线性插值’)

1 matlab版本 2014a

2 参考文献 [1]王子扬.基于卷积神经网络的图像超分辨率重建[D].景德镇陶瓷大学

3 备注 简介此部分摘自互联网，仅供参考，若侵权，联系删除

🍅 仿真咨询 1 各类智能优化算法改进及应用 1.1 PID优化 1.2 VMD优化 1.3 配电网重构 1.4 三维装箱 1.5 微电网优化 1.6 优化布局 1.7 优化参数 1.8 优化成本 1.9 优化充电 1.10 优化调度 1.11 优化电价 1.12 优化发车 1.13 优化分配 1.14 优化覆盖 1.15 优化控制 1.16 优化库存 1.17 优化路由 1.18 优化设计 1.19 优化位置 1.20 优化吸波 1.21 优化选址 1.22 优化运行 1.23 优化指派 1.24 优化组合 1.25 车间调度 1.26 生产调度 1.27 经济调度 1.28 装配线调度 1.29 水库调度 1.30 货位优化 1.31 公交排班优化 1.32 集装箱船配载优化 1.33 水泵组合优化 1.34 医疗资源分配优化 1.35 可视域基站和无人机选址优化

2 机器学习和深度学习分类与预测 2.1 机器学习和深度学习分类 2.1.1 BiLSTM双向长短时记忆神经网络分类 2.1.2 BP神经网络分类 2.1.3 CNN卷积神经网络分类 2.1.4 DBN深度置信网络分类 2.1.5 DELM深度学习极限学习机分类 2.1.6 ELMAN递归神经网络分类 2.1.7 ELM极限学习机分类 2.1.8 GRNN广义回归神经网络分类 2.1.9 GRU门控循环单元分类 2.1.10 KELM混合核极限学习机分类 2.1.11 KNN分类 2.1.12 LSSVM最小二乘法支持向量机分类 2.1.13 LSTM长短时记忆网络分类 2.1.14 MLP全连接神经网络分类 2.1.15 PNN概率神经网络分类 2.1.16 RELM鲁棒极限学习机分类 2.1.17 RF随机森林分类 2.1.18 SCN随机配置网络模型分类 2.1.19 SVM支持向量机分类 2.1.20 XGBOOST分类

2.2 机器学习和深度学习预测 2.2.1 ANFIS自适应模糊神经网络预测 2.2.2 ANN人工神经网络预测 2.2.3 ARMA自回归滑动平均模型预测 2.2.4 BF粒子滤波预测 2.2.5 BiLSTM双向长短时记忆神经网络预测 2.2.6 BLS宽度学习神经网络预测 2.2.7 BP神经网络预测 2.2.8 CNN卷积神经网络预测 2.2.9 DBN深度置信网络预测 2.2.10 DELM深度学习极限学习机预测 2.2.11 DKELM回归预测 2.2.12 ELMAN递归神经网络预测 2.2.13 ELM极限学习机预测 2.2.14 ESN回声状态网络预测 2.2.15 FNN前馈神经网络预测 2.2.16 GMDN预测 2.2.17 GMM高斯混合模型预测 2.2.18 GRNN广义回归神经网络预测 2.2.19 GRU门控循环单元预测 2.2.20 KELM混合核极限学习机预测 2.2.21 LMS最小均方算法预测 2.2.22 LSSVM最小二乘法支持向量机预测 2.2.23 LSTM长短时记忆网络预测 2.2.24 RBF径向基函数神经网络预测 2.2.25 RELM鲁棒极限学习机预测 2.2.26 RF随机森林预测 2.2.27 RNN循环神经网络预测 2.2.28 RVM相关向量机预测 2.2.29 SVM支持向量机预测 2.2.30 TCN时间卷积神经网络预测 2.2.31 XGBoost回归预测 2.2.32 模糊预测 2.2.33 奇异谱分析方法SSA时间序列预测

2.3 机器学习和深度学习实际应用预测 CPI指数预测、PM2.5浓度预测、SOC预测、财务预警预测、产量预测、车位预测、虫情预测、带钢厚度预测、电池健康状态预测、电力负荷预测、房价预测、腐蚀率预测、故障诊断预测、光伏功率预测、轨迹预测、航空发动机寿命预测、汇率预测、混凝土强度预测、加热炉炉温预测、价格预测、交通流预测、居民消费指数预测、空气质量预测、粮食温度预测、气温预测、清水值预测、失业率预测、用电量预测、运输量预测、制造业采购经理指数预测

3 图像处理方面 3.1 图像边缘检测 3.2 图像处理 3.3 图像分割 3.4 图像分类 3.5 图像跟踪 3.6 图像加密解密 3.7 图像检索 3.8 图像配准 3.9 图像拼接 3.10 图像评价 3.11 图像去噪 3.12 图像融合 3.13 图像识别 3.13.1 表盘识别 3.13.2 车道线识别 3.13.3 车辆计数 3.13.4 车辆识别 3.13.5 车牌识别 3.13.6 车位识别 3.13.7 尺寸检测 3.13.8 答题卡识别 3.13.9 电器识别 3.13.10 跌倒检测 3.13.11 动物识别 3.13.12 二维码识别 3.13.13 发票识别 3.13.14 服装识别 3.13.15 汉字识别 3.13.16 红绿灯识别 3.13.17 虹膜识别 3.13.18 火灾检测 3.13.19 疾病分类 3.13.20 交通标志识别 3.13.21 卡号识别 3.13.22 口罩识别 3.13.23 裂缝识别 3.13.24 目标跟踪 3.13.25 疲劳检测 3.13.26 旗帜识别 3.13.27 青草识别 3.13.28 人脸识别 3.13.29 人民币识别 3.13.30 身份证识别 3.13.31 手势识别 3.13.32 数字字母识别 3.13.33 手掌识别 3.13.34 树叶识别 3.13.35 水果识别 3.13.36 条形码识别 3.13.37 温度检测 3.13.38 瑕疵检测 3.13.39 芯片检测 3.13.40 行为识别 3.13.41 验证码识别 3.13.42 药材识别 3.13.43 硬币识别 3.13.44 邮政编码识别 3.13.45 纸牌识别 3.13.46 指纹识别

3.14 图像修复 3.15 图像压缩 3.16 图像隐写 3.17 图像增强 3.18 图像重建

4 路径规划方面 4.1 旅行商问题（TSP） 4.1.1 单旅行商问题（TSP） 4.1.2 多旅行商问题（MTSP） 4.2 车辆路径问题（VRP） 4.2.1 车辆路径问题（VRP） 4.2.2 带容量的车辆路径问题（CVRP） 4.2.3 带容量+时间窗+距离车辆路径问题（DCTWVRP） 4.2.4 带容量+距离车辆路径问题（DCVRP） 4.2.5 带距离的车辆路径问题（DVRP） 4.2.6 带充电站+时间窗车辆路径问题（ETWVRP） 4.2.3 带多种容量的车辆路径问题（MCVRP） 4.2.4 带距离的多车辆路径问题（MDVRP） 4.2.5 同时取送货的车辆路径问题（SDVRP） 4.2.6 带时间窗+容量的车辆路径问题（TWCVRP） 4.2.6 带时间窗的车辆路径问题（TWVRP） 4.3 多式联运运输问题

4.4 机器人路径规划 4.4.1 避障路径规划 4.4.2 迷宫路径规划 4.4.3 栅格地图路径规划

4.5 配送路径规划 4.5.1 冷链配送路径规划 4.5.2 外卖配送路径规划 4.5.3 口罩配送路径规划 4.5.4 药品配送路径规划 4.5.5 含充电站配送路径规划 4.5.6 连锁超市配送路径规划 4.5.7 车辆协同无人机配送路径规划

4.6 无人机路径规划 4.6.1 飞行器仿真 4.6.2 无人机飞行作业 4.6.3 无人机轨迹跟踪 4.6.4 无人机集群仿真 4.6.5 无人机三维路径规划 4.6.6 无人机编队 4.6.7 无人机协同任务 4.6.8 无人机任务分配

5 语音处理 5.1 语音情感识别 5.2 声源定位 5.3 特征提取 5.4 语音编码 5.5 语音处理 5.6 语音分离 5.7 语音分析 5.8 语音合成 5.9 语音加密 5.10 语音去噪 5.11 语音识别 5.12 语音压缩 5.13 语音隐藏

6 元胞自动机方面 6.1 元胞自动机病毒仿真 6.2 元胞自动机城市规划 6.3 元胞自动机交通流 6.4 元胞自动机气体 6.5 元胞自动机人员疏散 6.6 元胞自动机森林火灾 6.7 元胞自动机生命游戏

7 信号处理方面 7.1 故障信号诊断分析 7.1.1 齿轮损伤识别 7.1.2 异步电机转子断条故障诊断 7.1.3 滚动体内外圈故障诊断分析 7.1.4 电机故障诊断分析 7.1.5 轴承故障诊断分析 7.1.6 齿轮箱故障诊断分析 7.1.7 三相逆变器故障诊断分析 7.1.8 柴油机故障诊断

7.2 雷达通信 7.2.1 FMCW仿真 7.2.2 GPS抗干扰 7.2.3 雷达LFM 7.2.4 雷达MIMO 7.2.5 雷达测角 7.2.6 雷达成像 7.2.7 雷达定位 7.2.8 雷达回波 7.2.9 雷达检测 7.2.10 雷达数字信号处理 7.2.11 雷达通信 7.2.12 雷达相控阵 7.2.13 雷达信号分析 7.2.14 雷达预警 7.2.15 雷达脉冲压缩 7.2.16 天线方向图 7.2.17 雷达杂波仿真

7.3 生物电信号 7.3.1 肌电信号EMG 7.3.2 脑电信号EEG 7.3.3 心电信号ECG 7.3.4 心脏仿真

7.4 通信系统 7.4.1 DOA估计 7.4.2 LEACH协议 7.4.3 编码译码 7.4.4 变分模态分解 7.4.5 超宽带仿真 7.4.6 多径衰落仿真 7.4.7 蜂窝网络 7.4.8 管道泄漏 7.4.9 经验模态分解 7.4.10 滤波器设计 7.4.11 模拟信号传输 7.4.12 模拟信号调制 7.4.13 数字基带信号 7.4.14 数字信道 7.4.15 数字信号处理 7.4.16 数字信号传输 7.4.17 数字信号去噪 7.4.18 水声通信 7.4.19 通信仿真 7.4.20 无线传输 7.4.21 误码率仿真 7.4.22 现代通信 7.4.23 信道估计 7.4.24 信号检测 7.4.25 信号融合 7.4.26 信号识别 7.4.27 压缩感知 7.4.28 噪声仿真 7.4.29 噪声干扰

7.5 无人机通信

7.6 无线传感器定位及布局方面 7.6.1 WSN定位 7.6.2 高度预估 7.6.3 滤波跟踪 7.6.4 目标定位 7.6.4.1 Dv-Hop定位 7.6.4.2 RSSI定位 7.6.4.3 智能算法优化定位 7.6.5 组合导航

8 电力系统方面 微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置