オーディオの科学

オーディオの科学を見つけたので、後で読むために記録。

台湾へ行った時の写真を少し載せました。
写真を整理していて感じたのですが、600万画素(緑300万画素、赤と青はそれぞれ150万画素)でもL版サイズにプリントアウトするには充分ですし、縦横1/2に縮小して1500x1000の150万画素だと1600x1200のディスプレイで見るには丁度良いです。
勿論大きく引き伸ばして印刷するには画素は多い方が良いのですが、特にコンパクトデジカメでは画素の数よりノイズの多さ、白の飛びやすさの方が気になります。画素数を増やすよりこちらを何とかして欲しいです。

画像処理にはAdobe Photoshop Lightroomを使いました。ホワイトバランスは「撮影時」「自動」、プリセット、の中から一番その状況に合うもの、を選びました。例えば夕焼け時に、白い紙が白くなるように調整するか、夕焼けの赤さを活かすか、などの判断はソフトウェア任せでは出来ませんので。 それと、Lightroomのバグでしょうか、「自動」を選ぶと時々固まりましたが、Ver2.1にアップしたら直ったようです。 RGBデジタル画像講座 実践編vol.03によると > リサンプルメニューのうちバイキュービック法では、１：元画像に軽いローパスフィルタをかけ輪郭をぼかし、ピクセルの周辺情報を取り込む。２：リサイズの新しい升目を基準に元画像を演算しデータを置き換える。３：このとき生成される補間データを加味する。４：リサンプル後の画像にシャープネス処理を行う。・・・というように一連のプロセスを自動処理している。３種のアルゴリズムのなかの「ニアレストネイバー法」はローパスフィルタと補間処理を含まない手法であって、元画像に手動でガウス（ローパスフィルタ）をかけてから、この方式でリサンプルするという奥の手もある。大きく精緻な画像が必要な場合、有効な手段になる。「CS2」におけるバイキュービックのシャープネス選択は、フィルタリングのレベルによるものと思われる。 とのことです。確かに、バイキュービック(シャープ)を選ぶと、元画像によっては、いかにもシャープネスをきつくかけました、という雰囲気になります。 2008-11-11 - Rest Term 内挿 - Wikipedia ◇１２月１８日（月）　縮小アルゴリズム（１） - Diary 2000-12 - まるも製作所 画像縮小ソフトと画像縮小アルゴリズムを比較してみる - Kimagureman! Studio ～美少女系フィギュア撮影、気まぐれ更新日記～「PhotoshopCSのように画質7以上で強制的に4:4:4になるソフトは、ある意味とても親切設計だと言えます。」だそうです。 JPEG画像圧縮FAQ その1/同人野郎のためのWEBサイトづくり規格の基本に詳しいです。 Photoshop には苦手な縮小率があるPhotoshopCS ではアルゴリズム改善されています 画像縮小について (株式会社ディア Dear inc.)バイリニアやバイキュービックの問題点が指摘されています。私の用途からすると、高感度ノイズが多い画像を縮小するなら平均画素法(面積平均法)がよさそうです。 追記:ここでの問題点の指摘 > バイリニアでは、周辺4点の情報しか使用せず、バイキュービックでは周辺16点の情報しか使用していない。 > つまり、バイリニアでは1/2を超える縮小を行なうと元画像上に存在しているにも関わらずまったく使用されない点が出てくることになる。バイキュービックで行くなら1/4を超える縮小と言うことになる。 は間違いです。バイリニア、バイキュービックをかけるまえにローパスフィルタをかけますので、その時点でもっと広い範囲、少なくとも縮小後にすぐ隣に来る点より近い点の情報は全て参照されます。 平均画素法に対応している縮小ソフトはYukari(TIFFを読めません) リサンプリングエンジン R13 - FineView Software Labs(TIFFは読めますがEXIF情報は引き継げません→　おまけ　→　サンプル出力オプション　→ JPEG 4:2:0（IJGデフォルト） / JPEG 4:4:4) 藤 -Resizer-(TIFFが読めない、EXIF情報が引き継げないそうです。ダウンサンプリングをOFFにすると綺麗だそうです) Ralpha(WindowsNT/2000/XP/Vista / 画像＆サウンド)(JPEGもTIFFもEXIF情報を引き継げます。) 縮小専用。(Windows95/98/Me / 画像＆サウンド)(EXIF情報が引き継げないそうです。アルゴリズムは設定できるの？) IrfanView - Official Homepage - one of the most popular viewers worldwide(対応していなかったみたいです) などです。 CaptureNX2が出力できるのはJPEGとTIFFで、JPEGは非可逆ですのでTIFFを使うことにすると、そのまま読めるのはR13とRalphaだけということになります。PNGに変更すれば他でも読めますが。 Lanczos関数による画像の拡大縮小が綺麗だと言うので調べてみました。要は統計学で言うところのカーネル平滑化みたいなものです。統計で扱う場合はノイズだらけのデータから何とかして真の構造を見つけ出そうとするので、私の考えがノイズ除去に寄っているのでしょうね。拡大ならLanczosが良いでしょう。縮小ならLanczos法でも面積平均法でも似たようなものかと思います。 Crazy*Planet:お絵描き研究室：JPEG(原理編１) ナイキスト周波数、エアリーディスク脈理も頭に入れておきましょう。 ISP imaging-developers - CZPによる評価 ZURUYASUMINEKOのホームページ : 小春日和綺麗なカワセミの写真です。

2009年6月4日追記
Lanczos4について調べました。要はローパスフィルタそのものをデシメーションフィルタに使うということらしいです。Filters for Common Resampling Tasks, Ken Turkowski, Apple Computer Leafel's noteの過去の日記の何処かにもこれに関する記述があるはずですが…

画像の拡大「Lanczos法」: koujinz blog
ema log - Welcome back! Ubuntu!! , 画像の拡大縮小（サンプリングに基づく補間アルゴリズム比較） , 補間の補完
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Tenny : 画質と画素数
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