MLX90640 紅外熱成像儀測溫模塊開發(fā)筆記（五）陣列插值-由 32*24 像素到 512*384 像素

MLX90640 的 32*24=768 像素雖然比以往的 8*8 或者 16*8 像素提高了很多，但若直接用這些像素還是不能很好的形成熱像圖，為了使用這些像素點平滑成像就需要對其進行插值，使用更多的像素來繪制圖像。
看了一些別人的算法，感覺主要就是多項式插值，僅是插值方法的組合方式不同。
算法依據(jù)
比較有代表性的是杭州電子科技大學(xué)楊風(fēng)健等《基于 MLX90620 的低成本紅外熱成像系統(tǒng)設(shè)計》，使用三次多項式+雙線性插值，將原 16*4 像素擴展為 256*64 像素。雙線性插值的本質(zhì)就是一次函數(shù)（一次多項式）。該文章得到的結(jié)論是：
（1） 雙線性插值法計算量小、速度快，但對比度低、細節(jié)模糊。
（2） 三次多項式插值，圖像效果較清晰，對比度較高，但計算量較大。
（3） 先雙線性插值再三次多項式插值，效果優(yōu)于上兩種單一插值方法。
（4） 先三次多項式插值再雙線性插值，高低溫分布更加明顯，圖像效果更接趨于真實。同時，該文章還使用了一種對圖像質(zhì)量的評估方法---熵&平均梯度
熵，熱力學(xué)中表征物質(zhì)狀態(tài)的參量之一，用符號 S 表示，其物理意義是體系混亂程度的度量。用于圖像評價表示圖像表達信息量的多少。圖像熵越高信息量越大。
平均梯度，指圖像的邊界或影線兩側(cè)附近灰度有明顯差異，即灰度變化率大，這種變化率的大小可用來表示圖像清晰度。它反映了圖像微小細節(jié)反差變化的速率，即圖像多維方向上密度變化的速率，表征圖像的相對清晰程度。值越大表示圖像越清晰。

插值實現(xiàn)
每行或者列的首個像素在前面插值 2 個點
1~n-1 像素，每個像素后面插值 3 個點最后一個像素，在后面插值 1 個點
n+2+(n-1)*3+1=n+2+n*3-1*3+1=4n+2-3+1=4n，即：像素變?yōu)樵瓉淼?4 倍
上面的處理方法，首個像素之前插入 2 個點，最后一個像素之后插入 1 個點，下次插值
時，應(yīng)首個之前插值 1 個點，末個像素之后插值 2 個點，以達到圖像平衡。
每次插值后像素為插值前的 4 倍，經(jīng)過兩次插值，即可將 32*24 改變?yōu)?512*384 像素。下面是已經(jīng)實際使用的插值算法，不過是用 Pascal（Delphi）寫的，有興趣的可以改為
C 語言的，語句對應(yīng)直接改就行，語言本來就是相通的嘛。

//這是一維數(shù)組插值算法
//SourceDatas:TDoubles;插值前的一維數(shù)組
//Dir:Integer;在哪個方向和末尾插入 2 個值（0：前面；1：末尾）
//times:Integer 多項式的項數(shù)，一次多項式是 2 項，二次多項式是 3 項
//返回值：插值后的一維數(shù)組（數(shù)量是插值前*4） function PolynomialInterpolationArr(
SourceDatas:TDoubles; Dir:Integer;
times:Integer):TDoubles;//一維數(shù)組插值
var
i,j,k:Integer;
arrCount:Integer;

審核編輯：湯梓紅