INTERPOLACJA - "ZWIĘKSZANIE" ROZDZIELCZOŚCI

Interpolacja to metoda matematyczna generowania brakujących danych w dokonanej serii pomiarów.
Interpolacja stosowana jest w bardzo wielu dziedzinach nauki i techniki. Dla wyjaśnienia tego terminu podamy prosty przykład zrozumiały dla każdego, kto wie co to jest średnia wartość.
Jeżeli np. mamy temperatury powietrza z jednego miesiąca ale brakuje nam temperatury z 16 dnia, to można z dużym prawdopodobieństwem wyliczyć tę temperaturę na podstawie danych z dni poprzednich i następnych.
Metod obliczenia tej brakującej temperatury (czy innej danej w serii pomiarów) jest wiele i niektóre z nich wymagają stosowania bardzo zaawansowanych metod matematycznych. Dla naszego przykładu z brakującą temperaturą dla 16 dnia miesiąca możemy ją wyliczyć dość prosto jako średnią z dwóch, 4, czy więcej dni:

temp(16) = {temp(15) + temp(17)}/2,
temp(16) = {temp(14) + temp(15) + temp(17)+temp(18)}/4

Temperatura wyznaczona w ten sposób dla 16. dnia nie będzie jednak prawdziwą temperaturą, jaka panowała w tym dniu. Łatwo zauważyć, że wyliczona wartość będzie tym bliższa rzeczywistej, im mniejsze były zmiany temperatury przed i po tym dniu. Mogło się bowiem zdarzyć, że do 16. włącznie było bardzo ciepło a 17. nastąpiło gwałtowne ochłodzenie. W takim przypadku nasza wyliczona, czyli interpolowana temperatura będzie mocno odbiegać od prawdziwej, która panowała 16.
Matemtyka radzi sobie i z takimi przypadkami. Należy wówczas do ekstrapolacji, czyli wyznaczenia brakującej temperatury wziąść tempreratury z całego miesiąca i zastosować już bardzo zaawansowane metody matematyczne uwzględniające zmiany temperatury w długim okresie czasu.

W analogiczny sposób interpoluje się rozdzielczość zdjęcia. Prześledzimy to dla zdjęcia o oryginalnej rozdzielczości 3x3 piksele. Jest ono pokazane jako część A rysunku. Chcemy mieć to zdjęcie z rozdzielczością 5x5 pikseli. Zrobi to dla nas odpowiedni program, albo w komputerze, albo jeszcze w aparacie. Procedura jest taka sama w obu przypadkach.

Program wstawia po jednym "pustym" pikselu pomiędzy każde dwa zarejestrowane. To daje zdjęcie jak w części B rysunku. Dodane piksele zaznaczono znakiem ?.
Następnie program wylicza najbardziej prawdopodobny kolor, jaki powinien mieć ów dodany piksel. Wyliczenie opiera na kolorach sasiadujących pikseli. Np. między punktami o kolorze niebieskim i czerwonym najprawdopodobniej powinien być kolor zielony, jako "przejściowy"między tymi dwoma kolorami.
Analizując kolory pikseli sąsiadujących z tymi dodanymi, oblicza dla nich i wstawia odpowiednie kolory.

W efekcie otrzymujemy zdjęcia o rozmiarach 5x5 pikseli, część C rysunku, ale metoda interpolacji nie pozwala odtworzyć szczegółów, których nie było na oryginalnym zdjęciu.
Zdjęcie z interpolowaną rozdzielczością wyglada zazwyczaj ładniej ale interpolacja nie wnosi nowych szczegółów, czyli nie poprawia rzeczywistej rozdzielczości.

Interpolacja pokazana na rysunku jest bardzo prymitywną. W praktyce oliczanie koloru dla dodanego punktu zdjęcia odbywa się w oparciu o bardzo zaawansowane metody matematyki wyższej. Do znalezienia koloru dodanego piksela bierze się kolory kilku do kilkudziesięciu pikseli sąsiednich.
Tu, podobnie jak przy procesie demozaikowania, algorytmy stosowane w aparatach sa tajemnica pilnie strzeżoną przez producentów.
Programy graficzne dostępne dla naszych komputerów róznież pozwalająna na powiększanie liczby pikseli naszego zdjęcia ale zawsze musimy pamiętać - to nie jest prawdziwe powiększanie rozdzielczości a jedynie poprawianie estetyki zdjęcia.
Czego nie było widać na zdjęciu oryginalnym, nie odtworzymy metodą interpolacji.

Używasz Facebooku'a? Kliknij "lubię to", będziesz dostawał informacje o nowościach na naszym serwisie.