【OpenCV】3つの擬似濃淡変換（ディザリング）の解説【Python】

擬似濃淡変換（ディザリング）とは 様々な画像処理の中に、擬似濃淡変換（以下ディザリング）というものがあります。 このディザリングは2値を扱うという特徴があり、「0」と「255」の2つの値しか扱いません。こういった画像は、2値画像といいます。 基本的な2値画像は例えばこういったものです。 こうすることによって、データ量を少なくすることができますが、やはり「0」と「255」しかないということで、画像のなめらかさは失われています。 そこで、ディザリングを使って、基本的な2値画像では再現できない画像のなめらかさを、少し複雑なアルゴリズム（仕組み）によって再現してあげます。 今回は普通の2値画像の紹介も含めて、3つの有名なディザリングを紹介していきたいと思います。 そして今回しようする画像はオープンソースの画像で、先ほど2値化された状態で紹介しましたが、こちらになります。 ファイル名は「lena.jpg」にしました。 もはやお馴染みですね。 普通の2値画像 まずは2値化する際に、ソース画像をグレースケール化してカラーチャンネルを1つにします。 次に、閾値（しきいち）を定める必要がありますが、一般的には閾値を「128」にするので、「128」に設定します。これは、「0」と「255」の中間の値です。 そして、画素値がこの閾値未満なら「0」に、以上なら「255」に変換してあげます。 [crayon-5c3864e72db46233914038/] 結果 先ほども言いましたが、やはりなめらかさが欠けていますね。 ここからは、ディザリングを行なっていき、なめらかさを再現していきます。 ランダムディザリング ランダムディザリングでは、閾値（しきいち）を乱数で生成します。その他は同じ方法です。 [crayon-5c3864e72db52636115205/] 結果 先ほどの2値画像よりかなり見栄えが良くなりました。 ノイズの向こうに綺麗な画像がありそうな感じを受けます。 誤差拡散ディザリング 誤差拡散ディザリングでは、2値化した際に生じる誤差を次の画素値に反映させます。 [crayon-5c3864e72db57478724706/] 結果 ランダムディザリングよりさらになめらかになり、より画像の詳細な情報を知ることができるようになりました。 組織的ディザリング

【保守性とは】Javaで「private」を使うメリット

保守性のあるプログラム [crayon-5c35c1e8e1a3b834980109/] 結果 [crayon-5c35c1e8e1a43124350462/] このプログラムでは、「Test」クラスの変数「_x、_y」（初期値0）に値を設定することで、割り算結果を得ることができます。 「Main」クラスでは、その「Test」クラスをインスタンス化した後、「_x、_y」の値を設定し、割り算結果を得ています。 保守性のないプログラム 次は、保守性ないプログラムを記述していきます。 つまり、先ほどの「_x、_y」を「public」にして、「set」関数も無くします。 [crayon-5c35c1e8e1a46940526850/] 一見先ほどのプログラムより行数も減って、よくなったと思うかもしれませんが、これが落とし穴になります。 その2つの例を順に見ていきましょう。 変数名を変更した時の落とし穴 ではここで、「Test」クラスの「x、y」変数の名前を変えてみます。 「x、y」ではなく、「div1、div2」にしてみたいと思います。 [crayon-5c35c1e8e1a49281905410/] この状態でコンパイルすると、以下のようなエラーが発生しました。 [crayon-5c35c1e8e1a4b010006859/] 内容を確認すると、「Main」クラス内で存在しない変数を扱っていると言います。 具体的には、「x、y」の名前のまま使ってしまっているということです。 なので「Main」クラス内のプログラムも変更する必要があります。 [crayon-5c35c1e8e1a4e098556084/] これでエラーはなくなりましたが、余計な作業を生み出してしまいました。 これがもし保守性のあるプログラムで書かれていたら、「Main」クラス内で変数名を修正することはありませんでした。 今回の例では修正する箇所が少なくて済みましたが、もし大きい規模のプログラムで同じことをやってしまったらどうなるでしょうか。 これが1つ目の落とし穴です。 割り算での落とし穴 次に、割り算をする際に「0」で割ってみたいと思います。 具体的には、「div2」の値を「0」にします。 [crayon

【OpenCV】ヒストグラムを作って画像の特徴を知る方法【Python】

ヒストグラムとは ヒストグラムは、画像内の画素値の度数分布を表したもので、画像の大まかな特徴や偏りを調べるためのものです。 例えばこの画像 出典： このように雲や空などが大部分を占める明るい画像だと、ヒストグラムはこのようになります。 左から右に、0〜255となっていくのですが、このヒストグラムを見ると255に近い画素値がかなり多いことがわかります。 逆に暗い画像だと、左（0に近い方向）に山が集中します。 こういった風に画像の特徴を知ることができる、それがヒストグラムです。 OpenCVでヒストグラムを作る プログラム（Python） 使用する画像 [crayon-5c34705d1843b455634456/] 結果 解説 ヒストグラムを作成する際は、画像として作成するので、まず最初に画像配列を作成します。 画像配列は「numpy.ndarray」型となるので、「numpy」の「zeros」関数で、初期値「0」の画像配列を作成します。 次に、「calcHist」関数を使って度数分布を求めていきます。 第1引数： ソース画像配列。「[]」で括ることによって、画像配列データとして認識させる。 具体的には、「numpy.ndarray」型から「list」型へ変換する。 第2引数： チャンネルの種類。[0]なら青、[1]なら緑、[2]なら赤を調べる。 ソース画像がグレースケールなら[0]を指定する。 第3引数： マスク画像。マスク画像を指定しない場合は、「None」を指定する。 第4引数： ビン（階級）の数。今回は全画素値を調べるので、[256]を指定。 第5引数： 計測する画素値の範囲。今回は全画素値を調べるので、[0, 256]を指定。 「calcHist」関数で返ってくる値は「numpy.ndarray」型で、256個の配列の中に各画素値の度数が代入されています。 ヒストグラムが取得できたら、描画に移ります。 今回は「line」関数で縦線を256本描画して、棒グラフを作成していきます。 「line」関数の引数には、描画対象となる画像と、始点・終点、そして線の色が入ります。 青・緑・赤チャンネルのヒストグラムを作成

Javaのクラスとインスタンスが絶対にわかる3つのポイント

クラスとは Javaで作られるアプリケーションは、クラスという部品が集まってできています。 例えば、「Button」クラスや「Label」クラスなどがわかりやすいと思います。 ボタンに関する処理は「Button」クラスで、ラベルに関する処理は「Label」クラスで行う、といった風に、それぞれに役割がある場合にクラス単位で処理を分けます。 クラスのインスタンス クラスを定義した段階では、クラスを実体化していません。 このように、クラスを宣言した段階では「あるだけ」の状態です。 ここから「車」を作るためには「実体化」する必要があります。 その「実体化」がインスタンス化ということです。 メモリには当然限りがあります。 なので、メモリ領域を使う情報の中で、無駄なものがあると困ります。 そこで、必要なものだけを実体化します。 そうすることによってメモリの節約ができるのです。 また、この考え方はプログラミングにおいてとても重要なので、なるべくメモリの無駄遣いをしないようなプログラミングを心がけるのが良いです。 スタティックなもの スタティックな変数や関数は、「汎用的なもの」に対して宣言されることが多いです。 例えば「KeyEvent」というクラス。 このクラスには様々なスタティック変数が定義されています。 「VK_RIGHT」や「VK_LEFT」、「VK_UP」に「VK_DOWN」などなど。 これらはキーコードの値を示しています。 こういった汎用的なものは、わざわざインスタンス化する必要がないため、スタティックとして定義されています。 まとめ ・インスタンス化は、「汎用的」な意味をもつ「車」や「人」などを実体化させる行為。 ・インスタンス変数・関数には、「車の名称」や「人の名前」などの、具体的な情報が割り当てられる。また、こういった変数・関数は、動的なものと呼ばれる。

【入門シリーズ】JavaゲームプログラミングPart17

前回 http://itech-program.com/?p=896   今回からいよいよゲーム制作に入っていきます。 ゲームはシューティングゲームを作っていきます。...

【OpenCV】ルックアップテーブルを用いた階調変換【Python】

[mathjax] ルックアップテーブルとは 例えば、ネガポジ転換と呼ばれる手法では、 \(f(x) = 255 - x\) この式をルックアップテーブルにセットし、ソース画像のすべて...

【入門シリーズ】JavaゲームプログラミングPart16

前回 http://itech-program.com/?p=874   CSSで装飾 JavaFXでは、コントロールをCSSで装飾することが可能です。 今回は、プログ...

【入門シリーズ】JavaゲームプログラミングPart15

前回 http://itech-program.com/?p=678 前回までで、図形や画像を描画してきましたが、今回はJavaFXの「コントロール」という機能を使って、「ボタン」や「ラベ...

【Java】コマンドプロンプト・ターミナルがフィールドの、STGを作ろうPart1

作るものの紹介   作る前に、まずどんなものを作っていくのかを把握しておく必要があるので、以下の動画をご覧ください。   [video width='1920'...