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Bitmaps bieten im Gegensatz zu Vektorgrafiken nicht genügend Daten, um die Größe eines Bildes erheblich zu ändern. Wenn Sie versuchen, das Bild zu vergrößern, werden mehr Daten benötigt als die ursprünglich aufgezeichneten Pixel. Um dieses Problem zu umgehen, verwendet die Größenänderung von Bildern eine als "Interpolation" bekannte Technik, bei der versucht wird, die fehlenden Pixel basierend auf den Werten benachbarter Komponenten zu "erraten". Zwei Interpolationstechniken, bikubisch und bilinear, sind bei der Bildverarbeitung besonders häufig.
Bikubisch und bilinear
Die bilineare Interpolation ist eine relativ einfache Technik, die nicht viel komplizierter ist als die Interpolation "nächster Nachbar", bei der Pixellücken durch einfaches Kopieren benachbarter Pixel gefüllt werden. Für jedes "fehlende" Pixel (die Pixel, die zum Erweitern des Bildes erstellt werden müssen) verwendet die bilineare Methode die vier Punkte, die den diagonalen Ecken am nächsten liegen, und mittelt ihre Werte, um das zentrale Pixel zu erzeugen. Bei der bikubischen Interpolation werden dagegen nicht nur die nächsten vier diagonalen Pixel verwendet, sondern auch die nächstgelegenen Punkte mit insgesamt 16 Pixeln.
Vorteile der bikubischen Interpolation
Da jede Interpolationsmethode von der Erstellung neuer Daten abhängt, ist jedes Bild mit geänderter Größe hinsichtlich des Rohinhalts der Informationen den Interpolationstechniken gleichermaßen treu. Der Unterschied liegt hauptsächlich in der Art und Weise, wie das Bild vom Betrachter wahrgenommen wird. Da bei der bikubischen Interpolation mehr Daten verwendet werden, sind die Ergebnisse im Allgemeinen regelmäßiger. Diese Methode erzeugt regelmäßigere Kurven als die bilineare Interpolation, wobei weniger "Artefakte" oder Pixel auftreten, die die Bildqualität sichtbar verschlechtern.
Rechengeschwindigkeit
Das Erhöhen der Regelmäßigkeit der bikubischen Interpolation verursacht erhebliche Kosten in Bezug auf die Verarbeitungszeit. Die für die bikubische Methode verwendeten Algorithmen und Formeln sind viel komplexer. Während die bilineare Interpolation ziemlich schnell ist und sogar nur ein wenig langsamer als die "Berechnung der nächsten Nachbarn" ist, ist die bikubische Interpolation langsamer, manchmal aufgrund der Größe. Dies macht dieses Verfahren in Situationen weniger wünschenswert, in denen Geschwindigkeit wesentlich ist oder die Regelmäßigkeit des endgültigen Bildes nicht sehr wichtig ist.
Anwendungen
Wenn Sie ein Bild vergrößern müssen und die Zeit für diese Aufgabe unwichtig ist, bietet die bikubische Interpolation regelmäßigere Ergebnisse, bei denen Sie eine höhere Qualität sehen können. Die Tatsache, dass dieses Verfahren zusätzliche Pixel verwendet, kann jedoch ein Nachteil sein, wenn das Bild eher verkleinert als vergrößert wird, da in diesem Fall mehr Pixel verworfen oder geändert werden. In diesen Fällen kann die relativ geringere Anzahl von Pixeln, die durch das bilineare Verfahren verwendet werden, angenehmere Ergebnisse mit weniger Defekten erzeugen.