双线性插值算法 C++

双线性插值算法是一种常用的图像缩放算法，可以通过对原始图像进行插值计算，生成指定大小的新图像。以下是双线性插值算法的C语言实现代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

#define WIDTH  640  // 原始图像宽度
#define HEIGHT 480  // 原始图像高度

typedef struct {
    int r, g, b;
} RGB;

RGB img[HEIGHT][WIDTH];  // 原始图像数据
RGB newimg[2*HEIGHT][2*WIDTH];  // 生成的新图像数据

// 双线性插值计算
RGB bilinear_interp(RGB p11, RGB p12, RGB p21, RGB p22, double x, double y) {
    RGB r1, r2, p;
    double fx1, fx2;

    fx1 = (1 - x) * p11.r + x * p21.r;
    fx2 = (1 - x) * p12.r + x * p22.r;
    r1.r = (int) ((1 - y) * fx1 + y * fx2 + 0.5);

    fx1 = (1 - x) * p11.g + x * p21.g;
    fx2 = (1 - x) * p12.g + x * p22.g;
    r1.g = (int) ((1 - y) * fx1 + y * fx2 + 0.5);

    fx1 = (1 - x) * p11.b + x * p21.b;
    fx2 = (1 - x) * p12.b + x * p22.b;
    r1.b = (int) ((1 - y) * fx1 + y * fx2 + 0.5);

    return r1;
}

// 双线性插值缩放
void bilinear_scale(int w, int h, int nw, int nh) {
    double x_ratio = (double)(w - 1) / nw;
    double y_ratio = (double)(h - 1) / nh;

    for (int i = 0; i < nh; i++) {
        for (int j = 0; j < nw; j++) {
            int x = (int)(x_ratio * j);
            int y = (int)(y_ratio * i);
            double x_diff = (x_ratio * j) - x;
            double y_diff = (y_ratio * i) - y;
            RGB p11 = img[y][x];
            RGB p12 = img[y][x+1];
            RGB p21 = img[y+1][x];
            RGB p22 = img[y+1][x+1];
            newimg[i*2][j*2] = p11;
            newimg[i*2][j*2+1] = bilinear_interp(p11, p12, p21, p22, x_diff, 0);
            newimg[i*2+1][j*2] = bilinear_interp(p11, p12, p21, p22, 0, y_diff);
            newimg[i*2+1][j*2+1] = bilinear_interp(p11, p12, p21, p22, x_diff, y_diff);
        }
    }
}

int main() {
    // 读取原始图像数据
    FILE *fp = fopen("lena.rgb", "rb");
    fread(img, sizeof(RGB), WIDTH*HEIGHT, fp);
    fclose(fp);

    // 双线性插值缩放
    bilinear_scale(WIDTH, HEIGHT, WIDTH*2, HEIGHT*2);

    // 保存生成的新图像
    fp = fopen("lena2x.rgb", "wb");
    fwrite(newimg, sizeof(RGB), WIDTH*2*HEIGHT*2, fp);
    fclose(fp);

    return 0;
}

其中，`RGB`结构体表示一个像素点的RGB颜色值，`img`数组存储原始图像数据，`newimg`数组存储生成的新图像数据。`bilinear_interp`函数实现双线性插值计算，`bilinear_scale`函数实现双线性插值缩放。

在主函数中，首先读取原始图像数据，然后调用`bilinear_scale`函数进行双线性插值缩放，最后保存生成的新图像数据。