双线性插值图像尺寸标记＆amp; “污点”

Question

我正在C中制作一个图像大小调整程序，目前我遇到了双线性插值功能（这是我正在使用的众多功能之一）。这个问题只出现在16位位图中，如果我使用的是24位版本，它会完美地调整它们的大小。

这是我的双线性插值代码。 n_w和n_h是图像的新宽度和高度：

#define getelm(x)   (((pix+index)->x)*(1-xdiff)*(1-ydiff))+(((pix+index+1)->x)*(xdiff)*(1-ydiff))+(((pix+index+o_w)->x)*(1-xdiff)*(ydiff))+((pix+index+o_w+1)->x)*xdiff*ydiff

int pad = (2*n_w) & 3;
if (pad)
pad = 4-pad;
uint16_t *buffer;
if (buf)
buffer = malloc(2*n_w);
for (i = 0; i < n_h; i++) {
    for (j = 0; j < n_w; j++) {
        x = (int)(j*xrat);
        y = (int)(i*yrat);
        xdiff = (xrat*j)-x;
        ydiff = (yrat*i)-y;
        index = y*o_w+x;
        uint16_t container = 0;
        container |= (int)(round(getelm(b))) << 11;
        container |= (int)(round(getelm(g))) << 5;
        container |= (int)round(getelm(r));
        if (buf)
            *(buffer+j) = container;
        else
            fwrite(&container, 1, 2, dest);
    }
    if (buf)
        fwrite(buffer, 1, 2*n_w, dest);
        fwrite(&pad, 1, pad, dest);
}

这个代码的24位版本（唯一的区别是没有使用容器，而是3个8位整数保存RGB值）可以很好地工作。

然而，这段代码给出了奇怪的结果。请看下面的图片：

当我调整大小时，它会给我回复：

我不明白为什么会发生这种情况，特别是当它适用于24位位图时，还有一些其他调整大小算法（例如最近邻）以与此相同的方式使用16位。

编辑： 我不认为这是一个溢出问题，因为在运行时添加以下代码不会产生输出：

if (MAX((int)(getelm(b)), 31) > 31)
    printf("blue overflow: %.10f\n", (getelm(b)));
if (MAX((int)(getelm(g)), 63) > 63)
    printf("green overflow: %.10f\n", (getelm(g)));
if (MAX((int)(getelm(r)), 31) > 31)
    printf("red overflow: %.10f\n", (getelm(r)));

编辑2： 我不认为这也是一个下溢问题，这没有任何作用：

if ((getelm(b)) < 0 || (getelm(g)) < 0 || (getelm(r)) < 0)
    printf("Underflow\n");

Answer 1

假设pix中的数据具有类型

struct
{
    uint16_t r : 5;
    uint16_t g : 6;
    uint16_t b : 5;
};

计算container时出现错误。使用round并不总能防止溢出。下一个代码将：

uint16_t container = 0;
        container |= ((int)(round(getelm(b))) & 31) << 11; // optionally
        container |= ((int)(round(getelm(g))) & 63) << 5;
        container |= ((int)round(getelm(r)) & 31);

或保留最多丢失的信息：

uint16_t container = 0;
        container |= min((int)(round(getelm(b))) , 31) << 11;
        container |= min(((int)(round(getelm(g))) , 63) << 5;
        container |= min(((int)round(getelm(r)) , 31);

修改

由于pix->r，pix->g和pix->b来自8位值，因此相同的推理适用于它们，并且需要检查它们的范围。

由于白色区域变为紫色，这意味着绿色由于溢出而被抑制，或者它首先被读取为零。在这种情况下，检查读取颜色可以帮助。 类似地，黑色变成绿色表示表示小值的位移位，颜色以某种方式反转。

要找到错误，我建议将代码拆分为小函数并断言每个函数的输入。