A COMBINED APPROACH TO IMPROVING IMAGE QUALITY USING BICUBIC INTERPOLATION AND A L ANCZOS FILTER

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2023.5.1

Keywords:

Bicubic interpolation, Bilinear algorithm, Lanczos filter, upscaling.

Abstract

In today's digital world, image processing plays a key role in numerous industries. From medical imaging, which requires high definition for accurate diagnoses, to satellite reconnaissance, which relies on detailed images to monitor terrestrial and atmospheric phenomena. This also applies to multimedia products, where image quality directly affects the user's perception of the content. One of the main challenges in this area is to increase the size of images while maintaining their quality. Traditional methods, such as bicubic interpolation and the Lanczos method, have long been used in this area because of their simplicity and efficiency. While they are effective for moderate image enlargement, when enlarged significantly, they often result in quality loss, such as blurring and poor detail preservation. This is especially critical in situations where high detail is required, such as medical images for accurate diagnosis or satellite images for precise monitoring of changes on Earth. Therefore, there is a need for more advanced methods of image enlargement that can preserve high quality details even at high magnification. In response to these challenges, modern technologies, such as deep learning and neural networks, offer new approaches to image processing. These methods can significantly improve the quality of images, in particular by enhancing the reproduction of details and reducing blurring. However, they require significant computational resources and large datasets for effective training, which can be a limiting factor for their application in practical scenarios. In addition, the complexity of setting up and fine-tuning neural networks can also be a barrier to the widespread use of these methods. Given these limitations, a combined approach that includes elements of classical techniques seems to be the best solution. This method can combine the simplicity and reliability of classical methods with high quality and detail. This allows achieving high image quality with moderate computational costs. This article analyzes and compares classical methods in detail with the combined approach, using various quality metrics such as PSNR to objectively evaluate the results. In addition to image quality, processing time and resource efficiency are also considered, which are important aspects in choosing an image processing method. A combined approach that integrates classical and state-of-the-art methods can be an effective tool in modern image processing applications, providing high quality and efficiency.

References

Бодашевський Д. Р., Потапова К. Р. Роздільна здатність та підвищення якості зображень у реальному часі: сучасні підходи до апскейлінгу // Наукові дослідження в сучасному світі. Матеріали ІХ Міжнародної науково-практичної конференції. Ідеальне видавництво. Торонто, Канада. 2023. Стор. 79–81. URL: https://sci-conf.com.ua/ix-mizhnarodna-naukovo-praktichna-konferentsiya-scientific-research-in-the-modern-world-28-30-06-2023-toronto-kanada -arhiv/.

Бодашевський Д. Р., Потапова К. Р. Сучасні методи масштабування зображень в реальному часі: підвищення роздільної здатності та якості // Science and technology: problems, prospects and innovations. Proceedings of the 9th International

scientific and practical conference. CPN Publishing Group. Osaka, Japan. 2023. Pp. 21–27. URL: https://sci-conf.com.ua/ix-mizhnarodna-naukovo-praktichnakonferentsiya-science-and-technology-problems-prospects-and-innovations-8-10-06-

-osaka-yaponiya-arhiv/.

Бодашевський Д. Р., Потапова К. Р. Аналіз принципів підвищення якості зображень через призму бікубічної інтерполяції та згорткових нейронних мереж // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". 2023. № 15. URL: https://doi.org/10.25313/2520-2057-2023-15-9156

Ван Сен, Ян Кецзянь. "Алгоритм масштабування зображень на основі білінійної інтерполяції за допомогою VC++" . Журнал методів автоматизації та обчислювальної техніки, 2008. P. 44–45.

Турковскі, Кен; Габріель, Стів (1990). "Фільтри для поширених задач передискретизації". В Гласснер, Ендрю С. (ред.). Graphics Gems I. Academic Press. C. 147–165.

Бурґер, Вільгельм; Бурґ, Марк Дж. (2009). Принципи цифрової обробки зображень: основні алгоритми. Springer. C. 231–232.

Дяньюань Хан "Порівняння загальновживаних методів інтерполяції зображень", кафедра комп'ютерної інженерії Університету Вей Фан, провінція Шаньдун // 2-а Міжнародна конференція з комп'ютерних наук та електронної інженерії

(ICCSEE 2013). Китай. 2013.

Венчже Ши, Хосе Кабальєро, Ференц Гусар, Йоганнес Тоц, Ендрю П. Ейткен, Роб Бішоп, Даніель Рюкерт, Зехан Ван; Матеріали конференції IEEE з комп'ютерного зору та розпізнавання образів (CVPR). 2016. С. 1874–1883.

Published

2024-01-11

How to Cite

Бодашевський, Д. Р., Потапова, К. Р., Вовк, Л. Б., Радченко, К. О., & Наливайчук, М. В. (2024). A COMBINED APPROACH TO IMPROVING IMAGE QUALITY USING BICUBIC INTERPOLATION AND A L ANCZOS FILTER. Таuridа Scientific Herald. Series: Technical Sciences, (5), 3-14. https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2023.5.1

Issue

Section

COMPUTER SCIENCE AND INFORMATION TECHNOLOGY