“零订单保留”和“第一订单保留”是什么意思?

信息处理 图像处理 采样 插值
2022-01-08 06:05:29

在研究空间域中的图像放大时,我遇到了复制图像放大的定义:

复制是零级保持,其中沿扫描线的每个像素重复一次,然后重复每条扫描线。

并且通过插值进行图像放大的定义如下:

线性插值是一阶保持,其中直线首先拟合在沿行的像素之间。然后沿每列的像素沿直线插值。

您能否用外行的术语解释“零阶持有”和“一阶持有”这两个术语,以便我理解这两个定义?谢谢。

2个回答

我们需要假设读者知道一些基本知识来回答这个问题。
试一试吧。

让我们理解句子 - Zero / First Order Hold
我们有零/一阶和保留。

零/一阶保持意味着我们用来插值的函数的泰勒级数的阶数。换句话说,我们可以编写函数的多项式的次数。零阶意味着函数是恒定的,我们在缺失的部分插入相同的值。
一阶意味着我们可以使用线性函数进行插值(带斜率的线)。

保持意味着我们保持参数相同,直到下一个样本。

这些术语在摘录和评论中已明确定义,因此我假设您正在寻找这些术语的来源。“hold”这个词是我猜问题出在哪里。

我的理解是,这些术语最初用于混合数模控制系统。

实时模拟控制系统中的反馈具有非常小的时间延迟,通常假设可以忽略不计。

D/A 转换器输出端的重构滤波器在给定采样率下表现出延迟和重构误差之间的折衷。

零阶保持是带步骤的重建并且具有低延迟,这是实时控制循环中的有利属性。

Lathi 的教科书 Signals Systems and Control 介绍了基于零阶保持的混合 Laplace-Z 变换。

一阶保持是对零阶的改进,但您必须等待下一个值才能执行线性插值。

我不确定为什么在图像处理中会使用术语零和一阶保持,因为一个通常同时具有所有原始像素(您是从左侧还是右侧重复像素?向上还是向下?)但原始上下文是在混合模数电路中。也许在像 NTSC 视频这样的光栅成像系统中,保持的想法是有意义的。

顺便说一句,零阶和一阶在没有进一步滤波的情况下在音频应用中保持重建听起来很糟糕。

总而言之,我相信你的困惑源于“持有”这个词的使用,当你有“最后”、“当前”、“下一个”自然排序的概念时,这真的很有意义。