Interpolation

Interpolation bezeichnet ein Verfahren, bei dem aus bestehenden Informationen neu hinzugerechnet werden. Dies findet in unterschiedlichsten Bereichen statt. Wichtiger Unterschied der Interpolation zur Extrapolation ist, dass die errechneten Werte die Ursprungswerte in sich selbst ergänzen, aber nicht über das Ursprüngliche hinausgehen.

Verschiedene Anwendungsbereiche der Interpolation:

  1. Statistik
  2. Numerik
  3. Grafik
  4. Soundverarbeitung
und viele mehr...

Im Bereich der Grafik unterscheidet man verschiedene Interpolationsverfahren. Das Bekannteste ist die Interpolation der Auflösung. Dazu werden aus umliegenden Bildpunkten unter Zuhilfenahme derer Farbwerte neue Bildpunkte errechnet. Es ergibt sich ein Bild mit höherer Bildauflösung aber zum Preis des Verlustes von Farbinformationen. Dieser Verlust erklärt sich daraus, dass die Farbwerte der neu hinzugekommenen Bildpunkte nicht gesichert sind, sondern nur geschätzt bzw. errechnet wurden. Eine bekannte Anwendung dieses Interpolationsverfahrens ist die Kantenglättung, auch Antialiasings genannt, mit welcher der so genannte Treppcheneffekt bekämpft wird. Im folgenden wird die Interpolation grafisch erklärt.

Bild mit 27*9 Bildpunkten: {| align="center" |

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Nun werden wir die Bildauflösung per Interpolation verdoppeln: {| align="center" |

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Das Bild hat nun 54*18 Bildpunkte. Indem wir wieder Interpolieren, diesmal allerdings die Farbwerte, können wir den noch deutlicher gewordenen Treppcheneffekt bekämpfen. {| align="center" |

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Wie wir an dem Beispiel sehen können, ist die Steigung weicher geworden, allerdings sind nun Farbwerte verwandt worden, die vorher dort nicht waren und ein Zwischending, zwischen den schon vorhandenen Farbwerten darstellen. Das Weicherwerden der Steigung bewirkt eine gewisse Unschärfe. Interpolation kann also keine Informationen herbeizaubern, welche vorher nicht vorhanden waren. Das ist auch der Grund, warum man Bilder nicht beliebig ohne Qualitätsverlust vergrössern kann.

Die Grafiken können übrigens auch einen Graphen aus der Statistik darstellen. Man hätte in diesem Fall also per Interpolation Zwischenwerte berechnet. Auch hier gilt wieder, diese Werte sind nicht real. Wenn man annimmt, dass jede Spalte einem Monat eines Jahres entspricht (z.B.: erste Spalte Januar, zweite Spalte März, dritte Spalte Mai usw. für das erste Bild), dann könnte man mit nichten daraus die Werte der fehlenden Monate mit absoluter Sicherheit folgern (im zweiten Bild zeigen die Spalten zwei, vier und sechs also mit nichten die realen Werte der Monate Februar, April und Juni), sondern diese nur in etwa Abschätzen. Diese Abschätzung kann sehr wohl total daneben liegen.

In dieser oder abgeänderter Form kann Interpolation überall dort angewendet werden, wo exakte, sprich digitale, Werte für etwas vorliegen.

siehe auch: