Добавлю ещё пару применений.
- Интерполяция при воспроизведении цифрового звука. Это и чисто аналоговая фильтрация, и цифровая обработка. Основа - теорема Котельникова.
- Интерполяция видеозаписи при увеличении числа кадров, этим занимаются телевизоры на 100/150/200 кадров в секунду. Тут всё сложнее, надо не просто интерполировать каждый пиксель по отдельности, важно угадать перемещение объектов на экране.
И лично моё мнение - интерполяция или примитивна, или недостоверна. Для получения правильных результатов необходимо глубокое понимание сущности и закономерностей. На практике интерполяцию сочетают с другими средствами или неявно используют "очевидную" дополнительную информацию.