モールス 通 信 の 歴 史 1832 年 サミュエル F B.モールス モールス 符 号 の 考 案 1851 年 アルファベット 数 字 記 号 等 を 表 現 する 現 在 国 際 的 に 共 通 に 使 用 されている 欧 文 モールス 符 号 の 制 定 明 治 時 代 欧 文 モールスに

キーワード 圧 縮 の 種 類 圧 縮 方 法 画 像 形 式 (フォーマット) 可 逆 圧 縮 非 ( 不 ) 可 逆 圧 縮 エントロピー( 平 均 情 報 量 ) 符 号 化 (ランレングス,ハフマン,etc.) BMP,JPEG,GIF,PNG,TIFF, JPEG2000,PICT,MPEG,etc. 圧 縮 の 起 源 歴 史 モールス 通 信, 暗 号 化

モールス 通 信 の 歴 史 1832 年 サミュエル F B.モールス モールス 符 号 の 考 案 1851 年 アルファベット 数 字 記 号 等 を 表 現 する 現 在 国 際 的 に 共 通 に 使 用 されている 欧 文 モールス 符 号 の 制 定 明 治 時 代 欧 文 モールスにならって 日 本 語 ( 和 文 )モールス 符 号 が 考 案 される 1999 年 日 本 の 業 務 通 信 からモールスがなくなる. GMDSS[Global Maritime Distress and Safety System] [ 海 上 における 遭 難 及 び 安 全 に 関 する 世 界 的 な 制 度 ] 現 在 アマチュア 無 線 の 世 界 で 健 在

モールス 符 号 とは モールス 符 号 の 規 則 モールス 符 号 は 長 点 短 点 空 白 の 三 つから 構 成 される 短 点 の 長 さ1に 対 して 空 白 1, 長 点 3の 長 さをもつ 文 字 間 の 空 白 は 短 点 の 長 さの3 倍 単 語 間 の 空 白 は 短 点 の 長 さの7 倍 種 類 符 号 語 符 号 長 長 点 ー 3 短 点 1 空 白 1 文 字 間 の 空 白 3 単 語 間 の 空 白 7 規 則 正 しい 符 号 の 長 短 のON/OFF 組 み 合 わせだけで 文 字 をあ らわすことができる デジタル 通 信 方 式 の 元 祖 といえる

モールス 符 号 表 - 文 字 -

モールス 信 号 A(5 回 繰 り 返 し) トツー トツー トツー トツー B(5 回 繰 り 返 し) ツートトト ツートトト ツートトト ツートトト C(5 回 繰 り 返 し) ツートツート ツートツート ツートツート ツートツート モールス 符 号 は, 音 のパターンで 覚 える! モールス 通 信 にチャレンジ?

大 局 的 な 画 像 の 形 式 ビットマップ 形 式 ベクタ 形 式 画 像 のフォーマット JPEG,GIF,BMP,PICT, PNG,TIFF,JPEG2000, MPEG,etc.

ビットマップ(ラスタ) 画 像 (ビットマップグラフィックス) 色 のついた 点 (ドット)の 羅 列 とし て 画 像 を 表 現 する 形 式 風 景 や 人 物 などの 写 真 を 表 現 す るのに 適 している ベクタ(ベクトル) 画 像 (ベクタグラフィックス) 点 とそれを 結 ぶ 線 や 面 の 方 程 式 のパラメータ,および 塗 りつぶし などの 描 画 情 報 によって 画 像 を 表 現 する 形 式 図 形 や 記 号 などのように 線 で 輪 郭 が 描 かれた 画 像 に 適 している 画 像 の 形 式

ビットマップ 画 像

ベクタ 画 像 拡 大 縮 小, 回 転, 移 動 などの 操 作 を 行 っても 画 質 が 劣 化 することはない. 表 示 する 都 度 に 再 計 算 が 行 われる. 代 表 的 なベクタ 画 像 文 字 を 表 示 印 刷 する 際 に 使 うフォントデータ

大 局 的 な 画 像 の 形 式 ビットマップ 形 式 ベクタ 形 式 画 像 のフォーマット JPEG,GIF,BMP,PICT, PNG,TIFF,JPEG2000, MPEG,etc.

画 像 データの 格 納 形 式 画 像 のフォーマット 画 像 の 横 の 画 素 数 画 像 の 縦 の 画 素 数 画 像 の 階 調 数 etc. ヘッダー RAW (ロー) ビットマップ 形 式 の 画 像 データのみ を 保 有 している 画 像 (ヘッダーを 付 加 する 場 合 もある) 最 も 汎 用 性 が 高 く,OSやハードウ ェアにほとんど 依 存 しない.

JPEG(ジェーペグ) (Joint Photographic Experts Group ) Web 上 で 使 用 される2 大 画 像 フォーマットのひとつ 写 真 のエキスパート 集 団 が 中 心 になって 策 定 した 画 像 フォーマット 8~32ビットの 色 数 で 画 像 を 格 納 圧 縮 アルゴリズム(JPEG 圧 縮 ): DCT( 離 散 コサイン 変 換,ランレングス,ハフマン 符 号 化,etc.) ( 画 像 のピクセルを 固 まりとしてとらえてその 変 化 を 記 録 する 圧 縮 アルゴリズム) 色 が 離 散 している 写 真 や 自 然 画 などに 適 している 一 般 的 に 非 可 逆 圧 縮 ( 厳 密 には 可 逆 圧 縮, 非 可 逆 圧 縮 どちらも 可 能 であるが, 非 可 逆 圧 縮 のほうが 圧 倒 的 に 多 く 用 いられている) 2002 年 7 月 にForgent 社 が 突 然 特 許 権 の 保 持 を 宣 言 サブマリン 特 許

GIF(ジフ) (Graphic Interchange Format) Web 上 で 使 用 される2 大 画 像 フォーマットのひとつ 米 Compuserve 社 が 開 発 した 画 像 フォーマット 1~8ビットの 色 数 (2~256 色 )で 画 像 を 格 納 LZW 圧 縮 を 使 用 ( 米 UNISYS 社 がLZWの 特 許 を 所 有, 2003 年 に 失 効 ) ( 出 現 する 頻 度 の 高 い 情 報 をまとめるアルゴリズムの 一 種 ) ベタ 塗 りの 多 い 画 像 (アイコン,イラストなど)に 高 い 圧 縮 率 を 示 す 可 逆 圧 縮 インタレースGIF 画 像 を 格 納 する 際 ラインを 飛 び 越 しながらピクセル を 格 納 する 方 式 Webブラウザ 上 でモザイクがかかっ たような 見 えかたをする アニメーションGIF 複 数 の 画 像 をまとめて 格 納 する Webブラウザから はいわゆるパラパラマンガ 方 式 で,アニメーションが トランスペアレント 見 える GIF 画 像 のなかの 特 定 の1 色 を 透 過 させる Webブラ ウザからは 指 定 された 色 が 抜 けているように 見 える

BMP(ビーエムピー) Windowsが 標 準 でサポートしている 画 像 形 式 白 黒 (2 値 )の 画 像 ~フルカラー(1677 万 7216 色 )まで 扱 える 基 本 的 には 無 圧 縮 BMPのヘッダーをつけ,ビットマップデータを 最 後 尾 から 格 納 する 形 式 (ほとんどRAW 形 式 ) 圧 縮 はオプションで 可 能 だが, 圧 縮 率 は 高 くない PICT(ピクト) Apple 社 のMacOSが 標 準 でサポートしている 画 像 形 式 の 一 つ MacOSのグラフィックス 処 理 エンジンである 32bit-QuickDrawが 利 用 する 画 像 フォーマット ベクトルデータ,ビットマップデータの 両 方 を 格 納 可 能 フルカラー 画 像,データ 圧 縮 にも 対 応 (BitMaP)

TIFF(ティフ) (Tagged Image File Format) Aldus 社 ( 現 Adobe 社 ),Microsoft 社 などのスキャナメーカが 規 格 した 画 像 フォーマット 異 なるOSやパソコン 機 器 での 画 像 ファイル 交 換 が 目 的 画 像 ファイルの 先 頭 にタグと 呼 ばれる 識 別 子 を 付 けるのが 特 徴 汎 用 性 が 高 い 一 般 的 には 無 圧 縮 (LZW 形 式,PackBits 形 式 で 圧 縮 可 能 ) PNG(ピング) (Portable Network Graphics) WWW 上 で 広 く 使 われることを 目 指 して 開 発 された(GIFの 代 り) 圧 縮 アルゴリズムはdeflation 方 式 (GIFの 問 題 を 避 けるため) LZ77とハフマン 符 号 化 の2 段 階 の 圧 縮 を 行 なう 方 式 ファイル 圧 縮 形 式 Zipで 利 用 フルカラーの 自 然 画 を 劣 化 無 しで 圧 縮 できる 可 逆 圧 縮 各 ピクセル 毎 に 透 明 度 を 指 定 できる

データ( 画 像 ) 圧 縮 情 報 の 余 分 な 部 分 を 取 り 除 いて データ 量 を 減 らすこと 冗 長 性 圧 縮 のメリット 通 信 時 間 や 効 率 の 向 上 データ 保 管 の 効 率 の 向 上

可 逆 vs 非 可 逆 可 逆 圧 縮 (Lossless) 非 可 逆 圧 縮 (Lossy) 圧 縮 して 元 に 戻 した 画 像 が, 圧 縮 前 の 画 像 と 完 全 に 一 致 する 圧 縮 して 元 に 戻 した 画 像 が, 圧 縮 前 の 画 像 と 完 全 には 一 致 しない ディジタル 画 像 では, 非 可 逆 圧 縮 のほうが よく 使 われる. 画 像 には 人 間 の 目 では 取 り 除 いても 気 づかない 成 分 がある.

圧 縮 率 インターネットでは JPEG,GIF,PNG 形 式 の 画 像 が 利 用 されている. 医 用 画 像 では JPEG 圧 縮 と Wavelet 圧 縮 が 主 に 用 いられて いる. 可 逆 圧 縮 非 可 逆 圧 縮 圧 縮 率 1/2~1/4 1/10~1/100 圧 縮 形 式 LZW DCT 符 号 化 entropy 符 号 Wavelet 算 術 符 号 画 像 形 式 GIF,TIFF JPEG PNG JPEG2000

LZW 圧 縮 (Lempel Ziv Welch) 1977 年 にAbraham Lempel 氏 とJacob Ziv 氏 が LZ77 アルゴリズム として 発 表 した 辞 書 圧 縮 という 手 法 を Welch 氏 が 改 良 した 方 式 既 に 読 込 まれたデータの 中 からもっとも 長 い 一 致 文 字 列 を 探 し (もし 発 見 できた 場 合 に)その 位 置 と 一 致 長 で 置 き 換 える 方 法 辞 書 圧 縮 の 例 : 英 文 圧 縮 元 データ That algorithm is very simple... algorithm.. algorithm. algorithm.. algorithm 9 bytes 圧 縮 データ That algorithm is very simple... 6,9.. 6,9. 6,9.. 6,9 3 bytes 6 bytes 節 約

LZW 圧 縮 の 特 徴 出 現 する 頻 度 の 高 いものが 多 いければ 高 い 圧 縮 率 が 得 られる. 出 現 頻 度 の 計 算 は 走 査 方 向 に 依 存 する. ( 縦 縞 :358 bytes) ( 横 縞 :304 bytes) (アンチエイリアシングあり) 1321 bytes (アンチエイリアシングなし) 622 bytes

JPEG 圧 縮 可 逆 非 可 逆 どちら にも 対 応 している 高 圧 縮 率 を 実 現 する ために 非 可 逆 圧 縮 の ほうが 圧 倒 的 によく 使 われている. Why? 人 間 の 目 の 性 質 をうまく 利 用 して, 見 た 目 がそれほ ど 変 わらないよう に 圧 縮 しているた め

JPEG 圧 縮 のしくみ1 人 の 目 の 性 質 明 るさの 変 化 : 敏 感 色 の 変 化 : 鈍 感

JPEG 圧 縮 のしくみ2 人 の 目 の 性 質 低 周 波 成 分 : 敏 感, 高 周 波 成 分 : 鈍 感

JPEG 圧 縮 のしくみ3 DCT: 離 散 コサイン 変 換 (Discrete Cosine Transform)

JPEG 圧 縮 の 性 質 人 の 目 の 性 質 1/10に 圧 縮 ほとんど 分 からない 1/20に 圧 縮 少 し 画 質 が 落 ちた 1/30に 圧 縮 かなり 画 質 が 落 ちた

JPEG vs GIF 1957 bytes 620 bytes 88.1 Kbytes 227 Kbytes

BMP, JPEG, GIF イラスト(べた 塗 り 画 像 ) 自 然 画 BMP 1255 Kbytes JPEG 73 Kbytes GIF 7 Kbytes BMP 9217 Kbytes JPEG 570 Kbytes GIF 1066 Kbytes

Wavelet 圧 縮 離 散 ウェーブレット 変 換 (DWT:Discrete Wavelet Transform)

DWT: 多 重 解 像 度 解 析 (1 次 元 ) IDWT Tree レベル0 レベル1 レベル2 レベル5 レベル4 レベル3

DWTによるデータ 圧 縮 DWTでは, 絶 対 値 の 大 きい 順 に 上 位 数 パー セントの 展 開 係 数 にエネルギーが 集 中 する データ 中 に 存 在 する 頻 度 の 高 いパターン DWT 圧 縮 の 基 本 的 な 考 え 方 絶 対 値 の 大 きい 展 開 係 数 のみを 残 し, 残 りの 係 数 を0にして 再 構 成 す れば, 信 号 の 特 徴 を 保 存 したまま, 少 ないデー タ 量 で 信 号 が 再 構 成 さ れる

DWTによる 圧 縮 シミュレーション 0.05 LP/mm ~10.0 LP/mm コンピュータ 上 で 作 成 したシミュレーションテストパターン DWT 後, 展 開 係 数 の 使 用 比 率 (WCR=α)を 決 めて, 再 構 成 を 行 う MTF 1.00 0.95 0.90 0.85 WCR(30% 以 上 ) WCR(20%) WCR(10%) 多 WCR: 項 式 展 (WCR(30% 開 係 数 の 使 用 比 以 率 上 )) 指 数 (WCR(20%)) 線 形 (WCR(10%)) WCR : Wavelet Coefficient Rate 0.80 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 cycles/mm MSE 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 展 開 係 数 使 用 率 (%)

Original WCR=30% WCR=20% WCR=10% WCR=5% WCR=2%

WCR=1% WCR=3% WCR=5% WCR=7%

JPEG2000 JPEGよりも 高 圧 縮 高 品 質 な 画 像 圧 縮 が 行 なえる 医 療 画 像 においてJPEGに 置 き 換 わる 可 能 性 が 高 い? JPEGでは 高 圧 縮 率 ( 低 画 質 )で 保 存 したときに 目 立 ってい たブロックノイズ( 格 子 状 ノイズ)やモスキートノイズ( 水 面 の 波 紋 状 のノイズ)が JPEG2000では 発 生 しない 最 も 大 きな 違 い 周 波 数 領 域 での 処 理 JPEG DCT( 離 散 コサイン 変 換 ) JPEG2000 ウェーブレット 変 換 急 速 な 普 及 が 予 想 されたが, 現 実 的 にはそれほど 普 及 していない. Why? Windowsが 標 準 サポートしてない.(JPEGはOK) Webブラウザのサポートがいまいち.

1/120 圧 縮 JPEG vs JPEG2000 vs JPEG2000 1/60 圧 縮 1/30 圧 縮