7.画像の情報量

解説資料(PDF)

練習問題(DOC)



 実験1: 濃度分解能の異なる画像のエントロピーを測定してみよう.

方法:

対象画像:胸部単純X線画像(512×512画素,8ビット(256階調),tif形式)をダウンロードする.

ImageJで対象画像を開くには,ImageJ起動後,File → Openで対象ファイルを指定する.


濃度分解能の変更の仕方(ImageJ):

①LUTの変更 Image→Color→Edit LUT→Setを選択し,Number of Colorsを変える.

例えば,16とすると濃度分解能は4bit(16階調)になる.


図


②画像領域の全選択 Edit → Selection → Select All

③システムへコピー Edit → Copy to System

④コピー画像の取得 File → New → System Clipboard

⑤ヒストグラム Analyze → Histogram


考察:

1−1.濃度分解能 7bit, 6bit, 5bit, 4bit, 3bitの画像を作成し,それぞれのエントロピーを求めよ.


1−2.画像の濃度分解能とエントロピーにはどんな関係があるのか考察せよ.


 実験2: 画像の冗長度を求め,画像圧縮(JPEG)後のデータ容量を比較してみよう.

方法:

①プレーン画像の作成

File → New → Image

図


②ノイズ加算(=画素値の出現頻度調整)

Process → Noise → Add Specified Noise Standard Deviationの値を変更する.

A:出現頻度をほぼ均一にする(2048に設定)

B:出現頻度に偏りがあるように(64に設定)


図


③圧縮率を定める Edit → Options → Input/Output

JPEG Qualityを変えることで圧縮率が変わる.

④JPEGで保存する File → Save as → Jpeg

⑤開いている画像を一旦閉じて,保存後の画像を開いて画像を確認する


考察:

2−1.A,Bの画像の冗長度を求めよ.


2−2.A,Bに対してJPEG Qualityを50, 25, 10, 5, 2としたときのJPEG圧縮画像のデータ量をそれぞれ確認せよ.


2−3.冗長度と画像圧縮率の関係について考察せよ.



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