近几年来,随着人们对高分辨率图像需求量的日益增长,图像插值技术的应用范畴也越来越广泛,然而传统方法对图像边缘的插值效果总是不尽如人意。曲波变换由于具有高度的各向异性和边缘表达能力,在图像处理和分析中有着至关重要的作用。本文以数字图像插值算法为研究对象,主要围绕曲波变换的性质和图像纹理方向特征等内容进行深入的研究。本文首先分类讨论了现有的图像插值算法的基本原理,对一些典型的插值算法进行了详细的介绍,总结了这些算法的优势、应用前景以及存在的问题,从而为本文算法的提出奠定了基础。针对传统插值方法无法较好重构图像纹理复杂区域的问题,本文利用曲波变换能最优的表达图像边缘信息的特点,设计出一种能准确估计图像纹理方向特征的参数——方向因子,实验验证了方向因子与纹理方向特征的对应关系。在此基础上,分别提出了基于曲波的纹理方向自适应2和3倍插值算法。该算法首先计算各个待插值点的多个方向特征,然后根据方向因子的大小选取纹理最丰富的方向,通过沿该方向进行线性加权完成各像素点的插值重构,并利用像素误差和平均像素误差来统计比较算法对不同纹理区域的插值重建效果。实验结果表明：本文算法能够有效地抑制传统插值算法在重建图像时出现的边缘模糊和锯齿等现象,与现有插值算法相比,重构的图像边缘更清晰,视觉效果和评价指标都有明显的提高。基于曲波的纹理方向自适应插值算法是针对图像放大特定倍数提出的,为扩大算法的适用范围,本文提出了基于曲波的邻域加权任意实数倍图像插值算法。该算法首先通过曲波变换计算各已知点的四个方向因子,然后利用待插值点邻域的四个已知点与待插值点之间的距离和相应的方向因子构造权重,并进行相应加权来完成待插值点的估计。该算法摒弃了双线性插值只能水平垂直方向插值的约束,可以实现图像多个方向的插值计算。实验结果表明本文算法通过将图像的方向信息考虑其中,能较准确的定位图像的纹理边缘方向,从而使插值后的图像能更好的符合原始图像的纹理趋势,边缘部分更加锐利清晰。