什么插值方法最适合进行图像旋转？

Question

我有一些需要旋转的图片。我必须将它们旋转（每个图片旋转角度不同），并尽可能减少旋转过程中出现的图像伪影（例如模糊），这是由于插值引起的。

目前我使用的是GIMP 2.6，它提供了立方和Sinc(Lanczos3)两种插值方法来进行图像旋转。我不确定哪种方法更好，会产生更少的伪影？如果有缺点，是什么？

此外，是否有其他软件（例如Photoshop或GIMP的插件）或Matlab脚本可以提供近乎完美的图像旋转（例如使用比GIMP更好的插值算法）？

非常感谢您的帮助。

- Marcin

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Lanczos3通常会给出最佳结果，因为它更接近于理想平滑滤波器（在某种理论意义上）。 - Mr Fooz

@Mr Fooz。谢谢。我还发现了SAR图像处理器（general-cathexis.com），它使用Lanczos在几次迭代中旋转图像以提高旋转质量。我猜比GIMP中的更好。 - Marcin

Answer 1

我记得看到了一个很巧妙的不同插值算法之间的比较 - 将图像按固定角度旋转，直到旋转完全返回到360度。任何伪影或模糊都是立即显而易见的，可以直接与原图进行比较。编辑：找到链接-http://www.all-in-one.ee/~dersch/interpolator/interpolator.html

请不要认为Lanczos与Sinc相同-它们相关，但Lanczos对计算的容易性进行了一些精度上的牺牲。

- Mark Ransom

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谢谢。我在http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=816070找到了类似的比较。他们在医学图像上比较了许多插值算法。 - Marcin

@Marcin，感谢你提供的链接——它似乎比我找到的那个更上一层楼。不幸的是，我没有IEEE会员资格。 - Mark Ransom

@Mark Ransom。我找到的同一篇文章也在这里：http://ee.sharif.edu/~miap/Files/Survey-%20Interpolation%20Methods%20in%20Medical%20Image%20Processing.pdf。 - Marcin

@ Mark Ransom，看起来你提供的地址无法访问。你知道其他地方可以找到它吗？谢谢。 - Royi

@Drazick，原始链接是由Helmut Dersch完成的，名为“Testing Interpolator Quality”。我发现了其他几个基于他的工作的页面：http://photocreations.ca/interpolator/index.html http://www.panoramafactory.com/quality/quality.html - Mark Ransom

@Drazick 我终于想起了Wayback Archive，它有一个网站消失前的快照: http://replay.web.archive.org/20090626095428/http://www.all-in-one.ee/~dersch/interpolator/interpolator.html - Mark Ransom

Answer 2

另一种图像旋转的方法是应用两次剪切操作。详见Alan W. Paeth的“A Fast Algorithm for General Raster Rotation”（可以在流行的“Graphics Gems I”书中第3章第6部分或此处找到）。据我所知，这种方法可以产生非常清晰的图像。

ImageMagick的-rotate就是采用这种方法实现的。因此，您可以将其结果与直接旋转方法进行比较。

- sastanin

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谢谢。我会看一下旋转功能。我还发现了一个 SAR 图像处理器（http://www.general-cathexis.com/），它使用 Lanczos 算法在几次迭代中旋转图像以提高旋转质量。 - Marcin