MLX90640红外热成像仪测温模块开发笔记（五）

MLX90640 红外热成像仪测温模块开发笔记（五）阵列插值-由 32*24 像素到 512*384 像素

稳控科技MLX90640 红外热成像仪测温模块

MLX90640 的 32*24=768 像素虽然比以往的 8*8 或者 16*8 像素提高了很多，但若直接用这些像素还是不能很好的形成热像图，为了使用这些像素点平滑成像就需要对其进行插值，使用更多的像素来绘制图像。
看了一些别人的算法，感觉主要就是多项式插值，仅是插值方法的组合方式不同。
算法依据
比较有代表性的是杭州电子科技大学杨风健等《基于 MLX90620 的低成本红外热成像系统设计》，使用三次多项式+双线性插值，将原 16*4 像素扩展为 256*64 像素。双线性插值的本质就是一次函数（一次多项式）。该文章得到的结论是：
（1） 双线性插值法计算量小、速度快，但对比度低、细节模糊。
（2） 三次多项式插值，图像效果较清晰，对比度较高，但计算量较大。
（3） 先双线性插值再三次多项式插值，效果优于上两种单一插值方法。
（4） 先三次多项式插值再双线性插值，高低温分布更加明显，图像效果更接趋于真实。同时，该文章还使用了一种对图像质量的评估方法---熵&平均梯度
熵，热力学中表征物质状态的参量之一，用符号 S 表示，其物理意义是体系混乱程度的度量。用于图像评价表示图像表达信息量的多少。图像熵越高信息量越大。
平均梯度，指图像的边界或影线两侧附近灰度有明显差异，即灰度变化率大，这种变化率的大小可用来表示图像清晰度。它反映了图像微小细节反差变化的速率，即图像多维方向上密度变化的速率，表征图像的相对清晰程度。值越大表示图像越清晰。

插值实现
每行或者列的首个像素在前面插值 2 个点
1~n-1 像素，每个像素后面插值 3 个点最后一个像素，在后面插值 1 个点
n+2+(n-1)*3+1=n+2+n*3-1*3+1=4n+2-3+1=4n，即：像素变为原来的 4 倍
上面的处理方法，首个像素之前插入 2 个点，最后一个像素之后插入 1 个点，下次插值
时，应首个之前插值 1 个点，末个像素之后插值 2 个点，以达到图像平衡。
每次插值后像素为插值前的 4 倍，经过两次插值，即可将 32*24 改变为 512*384 像素。下面是已经实际使用的插值算法，不过是用 Pascal（Delphi）写的，有兴趣的可以改为
C 语言的，语句对应直接改就行，语言本来就是相通的嘛。

河北稳控科技MLX90640 红外热成像仪测温模块成果展示

//这是一维数组插值算法
//SourceDatas:TDoubles;插值前的一维数组
//Dir:Integer;在哪个方向和末尾插入 2 个值（0：前面；1：末尾）
//times:Integer 多项式的项数，一次多项式是 2 项，二次多项式是 3 项
//返回值：插值后的一维数组（数量是插值前*4） function PolynomialInterpolationArr(
SourceDatas:TDoubles; Dir:Integer;
times:Integer):TDoubles;//一维数组插值
var
i,j,k:Integer;
arrCount:Integer;

审核编辑：汤梓红