補間法

補間法 (Interpolation) は、画像のリサイズ、回転、歪み補正などの幾何学的変換において、変換先の座標に対応するピクセル値を既存のピクセルデータから推定する数学的手法である。デジタル画像は離散的なピクセルの集合であるため、非整数座標の値を求めるには周囲のピクセルから計算する必要がある。

代表的な補間アルゴリズムを品質順に示す。

• 最近傍補間 (Nearest Neighbor): 最も近いピクセルの値をそのまま使用。処理は最速だがジャギー (階段状のギザギザ) が発生する。ドット絵の拡大やピクセルアートの保持に適する
• バイリニア補間 (Bilinear): 周囲 4 ピクセル (2×2) の加重平均で算出。最近傍より滑らかだが、若干のぼやけが生じる。リアルタイム処理のバランス型
• バイキュービック補間 (Bicubic): 周囲 16 ピクセル (4×4) の 3 次多項式で算出。バイリニアより鮮明でエッジの保持に優れる。Photoshop のデフォルト設定
• Lanczos 補間: sinc 関数に基づく高品質アルゴリズム。シャープネスの保持に最も優れるが、計算コストが高い。リンギング (エッジ周辺の波紋) が発生する場合がある

用途に応じた使い分けの指針を示す。

• 縮小時: Lanczos またはバイキュービック。モアレやエイリアシングを抑制するためアンチエイリアスフィルタを併用
• 拡大時: バイキュービック (シャープ) または AI 超解像。大幅な拡大では従来の補間法では限界がある
• リアルタイム処理: バイリニア。GPU テクスチャサンプリングの標準

CSS の image-rendering プロパティで補間方法を指定できる。pixelated は最近傍補間を強制し、ドット絵の表示に使用する。