这是我的问题：
我有一张图片，这张图片很大（高分辨率），需要变小（低分辨率）。
所以我采用了幼稚的方法（每隔一个像素点删除一个），结果看起来很差。
所以我试图做一些更智能的事情（使用傅里叶变换进行低通滤波并在傅里叶空间重新采样），结果稍微好了一点，但仍然相当差。
所以我的问题是，是否有一种感知上激励的图像下采样算法（或实现方法）？
编辑： 虽然我知道许多重采样技术，但我的应用更关注保留感知特征，而不是产生平滑的图像。
编辑2：可以安全地假设我对数字信号处理、卷积、小波变换等有一定的熟悉程度。
感知图像降采样
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- tzenes
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好的，你想要缩放什么类型的图像？线描图？照片？我主要处理视频图像，并且在视频上运行良好的缩放算法可能无法在尝试保留特定特征时（例如传统动画中的线条）发挥作用。 - Ori Pessach
暂时假设它是一只熊的图像（已从背景中删除），一旦调整大小，我希望它仍然看起来像一只熊。 - tzenes
1手绘熊？熊的照片？Pedobear？你缩放的因素是多少？从你的描述（“杀掉每个像素”）听起来你只缩放了2倍，所以一个好的通用算法仍然可以很好地工作（除非你的图像是线条艺术，线条宽度为1像素，在这种情况下它看起来不会很好...）我很想知道那种矢量化方法对你有何作用。 - Ori Pessach
6个回答
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阅读以下内容：
好的，这是一篇相当深奥的文章。但是理解滤波器设计将会很有用。
通常，将图像从W1 x H1缩放到W2 x H2的过程，其中W1、W2、H1、H2均为整数，需要找到新的W3、H3，使得W1和W2是W3的整数因子，H1和H2 是H3 的整数因子，并将原始图像用零填充（用于间隔原始图像的像素），以使其大小变为W3 x H3。这会引入高频率，因为图像中存在不连续性，因此您需要对图像应用低通滤波器，然后将滤波后的图像抽取到其新大小（W2 x H2）即可。听起来好像您已经在尝试做这个了，但是滤波可以在时间域内完成，因此傅里叶变换并不是必需的。
实际上，我刚刚描述的过程是优化的（您会注意到，在对放大的图像应用卷积滤波器时，大多数术语都将为0，因此您可以避免算法中的大多数乘法运算，例如。由于您最终会丢弃许多已筛选结果，因此您不需要计算这些结果，因此，基本上每个目标图像中的像素只需进行少量乘法和加法运算。诀窍是找出要使用哪些系数。）
我相信在ffmpeg项目中的libswscale会执行类似的操作。请查看：
http://gitorious.org/libswscale
正如其他人所指出的（您显然也注意到了），抽取图像会引入混叠伪影。我无法确定您的重采样实现情况，但是该技术具有有趣的陷阱，具体取决于您使用的窗口大小和其他实现细节。
- Ori Pessach
2
“双三次插值”通常被认为足够好，但没有完美的解决方案，这取决于人和被重采样图片的属性。
相关链接：
我甚至不知道锐度也被称为“acutance”。
当粗略地降采样时，"混叠"是可能出现的问题。
相关链接：
我甚至不知道锐度也被称为“acutance”。
当粗略地降采样时，"混叠"是可能出现的问题。
- Pascal Cuoq
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2我熟悉更加平凡的重采样技术（高斯、双三次、Lanczos），它们对于放大是有效的，但在缩小时会丢失太多感知上重要的信息。我之前没有考虑使用锐化掩蔽，这可能会解决我的大部分问题，但仍然会存在一些问题，例如基于我的设置，本应消失的线条被保留了下来，反之亦然。 - tzenes
1在这种情况下，除了另一个答案中提到的缝合雕刻之外，我只看到“将高分辨率图像矢量化，然后以较低分辨率显示矢量化版本”的方法。 - Pascal Cuoq
一个向量化算法肯定会有所帮助。也许我可以应用显著性度量（例如Itti）来给向量相对权重，并在达到一定阈值后使它们消失。让我试试这个，这可能是我正在寻找的解决方案。 - tzenes
我已经决定这是解决我的问题的正确方法，感谢您的回复。 - tzenes
1不要只说“双三次插值”！读到这篇文章的人很可能会去做那90%软件所做的幼稚事情，即在降采样之前不对图像进行滤波。 - Timmmm
1@Timmmm 感谢您留下评论，但您应该真正编写自己的答案。这样您就可以有充足的时间提供必要的细节。现在，阅读此答案和您的评论的人将不知道您的意思。 - Pascal Cuoq
1
Pascal是正确的。这要取决于图像和您想要什么。一些因素：
- 保留锐利边缘
- 保留颜色
- 算法速度
这是您的方法。
其他一些方法：
请注意，有时降采样可以获得比使用低分辨率相机更清晰的结果，因为高分辨率图像中会有低分辨率设备无法检测到的边缘。
顺便说一句：许多算法（特别是最近邻）在您按整数缩小比例（例如除以4或6）时可以进行优化。
- Artelius
1
1和大多数人一样，您可能忘记了首先进行低通滤波这个至关重要的步骤。仅使用您列出的插值方法之一将导致混叠现象，图像看起来会很糟糕。 - Timmmm
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推荐使用ImageMagick的“通用”降采样方法，可在此处讨论：http://www.imagemagick.org/Usage/filter/nicolas/#downsample
- Nicolas Robidoux
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你可以尝试使用内容感知缩放算法。请参考：http://www.seamcarving.com/。
- Caleb
1
虽然图像重定向更符合我的需求，但实际应用不足。图像重定向依赖于识别重要特征并从“背景”中裁剪它们。而我想做的是对例如熊的图像进行重新采样。 - tzenes
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- Igor Brejc
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据我所知，这种方法不能很好地过滤图像，不应该用于降采样。 - Timmmm
考虑到它在Paint.NET中用于下采样，我认为它的工作做得很好。我也开始在自己的软件中使用它，结果非常好：http://braincrunch.tumblr.com/post/13459650973/maperitive-beta-subpixel-accuracy - Igor Brejc
2@Timmmm 如果你有什么重要的话想说，请在自己的答案中详细解释。仅仅评论现有答案而从未给出细节似乎并不是很有建设性。这不是这个网站的工作方式。 - Pascal Cuoq
好的，我会给出一个适当的答案。 - Timmmm
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