Méthodes de zoom
Dans ce tutoriel, nous allons présenter formellement trois méthodes de zoom qui ont été introduites dans le tutoriel d'Introduction au zoom.
Méthodes
- Réplication de pixels ou (interpolation du plus proche voisin)
- Méthode de maintien de l'ordre zéro
- Zoomer K fois
Chacune des méthodes a ses propres avantages et inconvénients. Nous commencerons par discuter de la réplication des pixels.
Méthode 1: réplication des pixels:
Introduction:
Elle est également appelée interpolation du voisin le plus proche. Comme son nom l'indique, dans cette méthode, nous ne faisons que répliquer les pixels voisins. Comme nous l'avons déjà discuté dans le didacticiel de l'échantillonnage, ce zoom n'est rien d'autre qu'une augmentation de la quantité d'échantillons ou de pixels. Cet algorithme fonctionne sur le même principe.
Travail:
Dans cette méthode, nous créons de nouveaux pixels à partir des pixels déjà donnés. Chaque pixel est répliqué dans cette méthode n fois par ligne et par colonne et vous obtenez une image agrandie. C'est aussi simple que ça.
Par exemple:
si vous avez une image de 2 lignes et 2 colonnes et que vous souhaitez l'agrandir deux ou deux fois à l'aide de la réplication de pixels, voici comment procéder.
Pour une meilleure compréhension, l'image a été prise sous forme de matrice avec les valeurs de pixels de l'image.
| 1 | 2 |
| 3 | 4 |
L'image ci-dessus a deux lignes et deux colonnes, nous allons d'abord l'agrandir par ligne.
Zoom par ligne:
Lorsque nous l'agrandirons par ligne, nous copierons simplement les pixels des lignes dans sa nouvelle cellule adjacente.
Voici comment cela se ferait.
| 1 | 1 | 2 | 2 |
| 3 | 3 | 4 | 4 |
Comme vous pouvez le faire dans la matrice ci-dessus, chaque pixel est répliqué deux fois dans les lignes.
Zoom sur la taille de la colonne:
L'étape suivante consiste à répliquer chacun des pixels par colonne, que nous copierons simplement le pixel de la colonne dans sa nouvelle colonne adjacente ou simplement en dessous.
Voici comment cela se ferait.
| 1 | 1 | 2 | 2 |
| 1 | 1 | 2 | 2 |
| 3 | 3 | 4 | 4 |
| 3 | 3 | 4 | 4 |
Nouvelle taille d'image:
Comme on peut le voir dans l'exemple ci-dessus, une image originale de 2 lignes et 2 colonnes a été convertie en 4 lignes et 4 colonnes après le zoom. Cela signifie que la nouvelle image a une dimension de
(Lignes de l'image d'origine * facteur de zoom, couleurs de l'image d'origine * facteur de zoom)
Avantage et désavantage:
L'un des avantages de cette technique de zoom est qu'elle est très simple. Il vous suffit de copier les pixels et rien d'autre.
L'inconvénient de cette technique est que l'image a été agrandie mais que la sortie est très floue. Et à mesure que le facteur de zoom augmentait, l'image devenait de plus en plus floue. Cela aboutirait finalement à une image totalement floue.
Méthode 2: maintien de l'ordre zéro
introduction
La méthode de maintien de l'ordre zéro est une autre méthode de zoom. Il est également connu sous le nom de zoom deux fois. Parce qu'il ne peut zoomer que deux fois. Nous verrons dans l'exemple ci-dessous pourquoi il fait cela.
Travail
Dans la méthode de maintien d'ordre zéro, nous sélectionnons respectivement deux éléments adjacents dans les lignes, puis nous les ajoutons et divisons le résultat par deux, et plaçons leur résultat entre ces deux éléments. Nous faisons d'abord cette ligne par ligne, puis nous faisons cette colonne par colonne.
Par exemple
Prenons une image des dimensions de 2 lignes et 2 colonnes et agrandissons-la deux fois en conservant l'ordre zéro.
| 1 | 2 |
| 3 | 4 |
Nous allons d'abord l'agrandir par ligne, puis par colonne.
Zoom par ligne
| 1 | 1 | 2 |
| 3 | 3 | 4 |
Lorsque nous prenons les deux premiers nombres: (2 + 1) = 3 puis nous le divisons par 2, nous obtenons 1,5 qui est approximé à 1. La même méthode est appliquée dans la ligne 2.
Zoom par colonne
| 1 | 1 | 2 |
| 2 | 2 | 3 |
| 3 | 3 | 4 |
Nous prenons deux valeurs de pixels de colonne adjacentes qui sont 1 et 3. Nous les ajoutons et obtenons 4. 4 est ensuite divisé par 2 et nous obtenons 2 qui est placé entre eux. La même méthode est appliquée dans toutes les colonnes.
Nouvelle taille d'image
Comme vous pouvez le voir, les dimensions de la nouvelle image sont de 3 x 3 où les dimensions de l'image d'origine sont de 2 x 2. Cela signifie donc que les dimensions de la nouvelle image sont basées sur la formule suivante
(2 (nombre de lignes) moins 1) X (2 (nombre de colonnes) moins 1)
Avantages et inconvénients.
Un des avantages de cette technique de zoom est qu'elle ne crée pas une image aussi floue que la méthode d'interpolation du voisin le plus proche. Mais il a aussi l'inconvénient de ne pouvoir fonctionner que sur la puissance 2. Cela peut être démontré ici.
Raison du double zoom:
Considérez l'image ci-dessus de 2 lignes et 2 colonnes. Si nous devons le zoomer 6 fois, en utilisant la méthode de maintien de l'ordre zéro, nous ne pouvons pas le faire. Comme la formule nous le montre.
Il ne pouvait zoomer que sur la puissance de 2 2,4,8,16,32 et ainsi de suite.
Même si vous essayez de le zoomer, vous ne pouvez pas. Parce que dans un premier temps, lorsque vous zoomerez deux fois, le résultat serait le même que celui indiqué dans le zoom par colonne avec des dimensions égales à 3x3. Ensuite, vous zoomerez à nouveau et vous obtiendrez des dimensions égales à 5 x 5. Maintenant, si vous le referez, vous obtiendrez des dimensions égales à 9 x 9.
Alors que selon votre formule, la réponse devrait être 11x11. Comme (6 (2) moins 1) X (6 (2) moins 1) donne 11 x 11.
Méthode 3: zoom K-Times
Introduction:
K fois est la troisième méthode de zoom dont nous allons parler. C'est l'un des algorithmes de zoom les plus parfaits discutés jusqu'à présent. Il répond aux défis du zoom double et de la réplication des pixels. K dans cet algorithme de zoom représente le facteur de zoom.
Travail:
Cela fonctionne comme ça.
Tout d'abord, vous devez prendre deux pixels adjacents comme vous l'avez fait en zoomant deux fois. Ensuite, vous devez soustraire le plus petit du plus grand. Nous appelons cette sortie (OP).
Divisez la sortie (OP) avec le facteur de zoom (K). Vous devez maintenant ajouter le résultat à la valeur la plus petite et placer le résultat entre ces deux valeurs.
Ajoutez à nouveau la valeur OP à la valeur que vous venez de mettre et placez-la à nouveau à côté de la valeur puttée précédente. Vous devez le faire jusqu'à ce que vous y placiez des valeurs k-1.
Répétez la même étape pour toutes les lignes et les colonnes, et vous obtenez une image agrandie.
Par exemple:
Supposons que vous ayez une image de 2 lignes et 3 colonnes, qui est donnée ci-dessous. Et vous devez le zoomer trois ou trois fois.
| 15 | 30 | 15 |
| 30 | 15 | 30 |
K dans ce cas est 3. K = 3.
Le nombre de valeurs à insérer est k-1 = 3-1 = 2.
Zoom par ligne
Prenez les deux premiers pixels adjacents. Qui sont 15 et 30.
Soustrayez 15 de 30. 30-15 = 15.
Divisez 15 par k. 15 / k = 15/3 = 5. Nous l'appelons OP. (Où op est juste un nom)
Ajoutez OP au nombre inférieur. 15 + OP = 15 + 5 = 20.
Ajoutez à nouveau OP à 20. 20 + OP = 20 + 5 = 25.
Nous faisons cela 2 fois car nous devons insérer des valeurs k-1.
Répétez maintenant cette étape pour les deux pixels adjacents suivants. Il est indiqué dans le premier tableau.
Après avoir inséré les valeurs, vous devez trier les valeurs insérées dans l'ordre croissant, de sorte qu'il reste une symétrie entre elles.
Il est indiqué dans le deuxième tableau
Tableau 1.
| 15 | 20 | 25 | 30 | 20 | 25 | 15 |
| 30 | 20 | 25 | 15 | 20 | 25 | 30 |
Tableau 2.
Zoom par colonne
La même procédure doit être effectuée par colonne. La procédure consiste à prendre les deux valeurs de pixels adjacentes, puis à soustraire la plus petite de la plus grande. Ensuite, vous devez le diviser par k. Stockez le résultat comme OP. Ajoutez OP à un plus petit, puis ajoutez à nouveau OP à la valeur qui vient lors du premier ajout de OP. Insérez les nouvelles valeurs.
Voici ce que vous avez après tout ça.
| 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 |
Nouvelle taille d'image
La meilleure façon de calculer la formule des dimensions d'une nouvelle image est de comparer les dimensions de l'image d'origine et de l'image finale. Les dimensions de l'image originale étaient de 2 X 3. Et les dimensions de la nouvelle image sont de 4 x 7.
La formule est donc:
(K (nombre de lignes moins 1) + 1) X (K (nombre de colonnes moins 1) + 1)
Avantages et inconvénients
L'avantage clair de l'algorithme de zoom temporel k est qu'il est capable de calculer le zoom de n'importe quel facteur qui était la puissance de l'algorithme de réplication de pixels, il donne également un résultat amélioré (moins flou) qui était la puissance de la méthode de maintien d'ordre zéro. Donc, par conséquent, il comprend la puissance des deux algorithmes.
La seule difficulté de cet algorithme est qu'il doit être trié à la fin, ce qui est une étape supplémentaire, et augmente ainsi le coût du calcul.