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Akira Asano
関西大学総合情報学部・画像情報処理(担当・浅野晃) http://racco.mikeneko.jp/Kougi/
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関西大学総合情報学部・画像情報処理(担当・浅野晃) http://racco.mikeneko.jp/Kougi/2020a/IPPR/
2016年度秋学期 画像情報処理 第8回 行列の直交変換と基底画像 (2016. 11. 24)
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2019年度秋学期 画像情報処理 第8回 行列の直交変換と基底画像 (2019. 11. 22)
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2018年度秋学期 画像情報処理 第8回 行列の直交変換と基底画像 (2018. 11. 16)
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2013年度春学期 画像情報処理 第8回「行列の直交変換と基底画像」
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関西大学総合情報学部 2013年度春学期 画像情報処理 第8回/ 第2部・画像情報圧縮「行列の直交変換と基底画像」 担当・浅野晃 2013/5/29
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1.
2022年度秋学期 画像情報処理 浅野 晃 関西大学総合情報学部 行列の直交変換と基底画像 第8回
2.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 JPEG方式による画像圧縮 2 画像を波の重ね合わせで表わし,一部を省略して,データ量を減らす ひとつのセルを, これらの波の重ね合わせで表す 8×8ピクセルずつの セルに分解 細かい部分は,どの画像でも大してかわら ないから,省略しても気づかない 省略すると,データ量が減る (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載)
3.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 Karhunen-Loève変換(KL変換) 3 画像を主成分に変換してから伝送する p画素の画像 1 p 第1~第p / 2 主成分だけを 伝達する 主成分に 変換 もとの画 素に戻す p画素の画像 (情報の損失が最小)
4.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 Karhunen-Loève変換(KL変換) 3 画像を主成分に変換してから伝送する p画素の画像 1 p 第1~第p / 2 主成分だけを 伝達する 主成分に 変換 もとの画 素に戻す p画素の画像 (情報の損失が最小) データ量が半分でも 情報の損失は最小
5.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 KL変換の大問題 4 主成分を求めるには,分散共分散行列が必要 分散共分散行列を求めるには, 「いまから取り扱うすべての画像」が 事前にわかっていないといけない
6.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 KL変換の大問題 4 主成分を求めるには,分散共分散行列が必要 分散共分散行列を求めるには, 「いまから取り扱うすべての画像」が 事前にわかっていないといけない そんなことは不可能😵😵 (一応)
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5 じゃあ,主成分を求めるのはあきらめて, どういう直交変換をするか「直観的」に🤔🤔
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6
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6 画像をベクトルにしてしまったら, 直観がはたらかない…
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7 行列の直交変換💡💡
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 画像を行列であらわす 8 平面のものを素直に表せばいいだけのことですが, 前回はベクトルで考えていたので。 ベクトルから行列に書き換える(戻す)ことを考える z = P x 原画像を表すベクトル(m2要素) 直交変換を表す行列(m2×m2) 変換後の画像を 表すベクトル (m2要素)
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 ベクトルを行列に書き換える 9 x = x1 . . . xj . . . xm X = x1 · · · xj · · · xm m2要素ベクトル
15.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 ベクトルを行列に書き換える 9 x = x1 . . . xj . . . xm X = x1 · · · xj · · · xm m2要素ベクトル
16.
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 ベクトルを行列に書き換える 9 x = x1 . . . xj . . . xm X = x1 · · · xj · · · xm m2要素ベクトル m要素 m要素 m要素
17.
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 ベクトルを行列に書き換える 9 x = x1 . . . xj . . . xm X = x1 · · · xj · · · xm m2要素ベクトル m要素 m要素 m要素 m要素
18.
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 ベクトルを行列に書き換える 9 x = x1 . . . xj . . . xm X = x1 · · · xj · · · xm m2要素ベクトル m要素 m要素 m要素 m要素 m要素
19.
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 ベクトルを行列に書き換える 9 x = x1 . . . xj . . . xm X = x1 · · · xj · · · xm m2要素ベクトル m要素 m要素 m要素 m要素 m要素 m要素
20.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 ベクトルを行列に書き換える 9 x = x1 . . . xj . . . xm X = x1 · · · xj · · · xm m2要素ベクトル m要素 m要素 m要素 m×m行列 m要素 m要素 m要素
21.
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 ベクトルを行列に書き換える 9 x = x1 . . . xj . . . xm X = x1 · · · xj · · · xm m2要素ベクトル m要素 m要素 m要素 m×m行列 zも同じ m要素 m要素 m要素
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 直交変換行列P′は? 10 P′ がこういう形になっているのなら P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 直交変換行列P′は? 10 P′ がこういう形になっているのなら P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm こういう形ってどういう形?
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列のKronecker積 11 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列のKronecker積 11 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11× C
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列のKronecker積 11 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11× C r1m× C
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列のKronecker積 11 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11× C r1m× C rm1× C
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列のKronecker積 11 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11× C r1m× C rm1× C rmm ×C
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列のKronecker積 11 Rの各要素に Cを貼付けたもの P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11× C r1m× C rm1× C rmm ×C
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列のKronecker積 11 Rの各要素に Cを貼付けたもの P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11× C r1m× C rm1× C rmm ×C P = R ⊗ C Kronecker積
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列のKronecker積 11 Rの各要素に Cを貼付けたもの P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11× C r1m× C rm1× C rmm ×C P = R ⊗ C Kronecker積 こうなっているのなら
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列の変換に書き換える 12 ベクトルxから ベクトルzへの 行列P′による変換 z = P x Z = CXR 行列Xから 行列Zへの 行列CとR′による変換
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列の変換に書き換える 12 ベクトルxから ベクトルzへの 行列P′による変換 z = P x Z = CXR 行列Xから 行列Zへの 行列CとR′による変換
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列の変換に書き換える 12 ベクトルxから ベクトルzへの 行列P′による変換 z = P x Z = CXR 行列Xから 行列Zへの 行列CとR′による変換
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列の変換に書き換える 12 ベクトルxから ベクトルzへの 行列P′による変換 z = P x Z = CXR 行列Xから 行列Zへの 行列CとR′による変換
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列の変換に書き換える 12 ベクトルxから ベクトルzへの 行列P′による変換 z = P x Z = CXR 行列Xから 行列Zへの 行列CとR′による変換 証明は…ひたすら計算💦💦(付録1)
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 P′ が直交行列であるためには 13 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm 異なる列の内積は0,同じ列同士の内積は1 直交行列…
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 P′ が直交行列であるためには 13 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm 異なる列の内積は0,同じ列同士の内積は1 直交行列…
39.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 P′ が直交行列であるためには 13 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm 異なる列の内積は0,同じ列同士の内積は1 直交行列…
40.
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 P′ が直交行列であるためには 13 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm P = R ⊗ C 異なる列の内積は0,同じ列同士の内積は1 直交行列… なら
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 P′ が直交行列であるためには 13 C, Rそれぞれが直交行列なら, P′は直交行列 P = r11c11 · · · r11c1m r1mc11 · · · r1mc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . r11cm1 · · · r11cmm r1mcm1 · · · r1mcmm . . . ... . . . rm1c11 · · · rm1c1m rmmc11 · · · rmmc1m . . . ... . . . · · · . . . ... . . . rm1cm1 · · · rm1cmm rmmcm1 · · · rmmcmm C = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm , R = r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm P = R ⊗ C 異なる列の内積は0,同じ列同士の内積は1 直交行列… なら
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 分離可能性 14 CXR = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm x11 · · · x1m . . . ... . . . xm1 · · · xmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 分離可能性 14 CXR = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm x11 · · · x1m . . . ... . . . xm1 · · · xmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 分離可能性 14 CXR = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm x11 · · · x1m . . . ... . . . xm1 · · · xmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 分離可能性 14 CはXの列に作用 CXR = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm x11 · · · x1m . . . ... . . . xm1 · · · xmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 分離可能性 14 CはXの列に作用 CXR = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm x11 · · · x1m . . . ... . . . xm1 · · · xmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 分離可能性 14 CはXの列に作用 CXR = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm x11 · · · x1m . . . ... . . . xm1 · · · xmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 分離可能性 14 CはXの列に作用 CXR = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm x11 · · · x1m . . . ... . . . xm1 · · · xmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm RはXの行に作用
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 分離可能性 14 CはXの列に作用 縦方向と横方向の作用を分離できることを, 分離可能(separable)という CXR = c11 · · · c1m . . . ... . . . cm1 · · · cmm x11 · · · x1m . . . ... . . . xm1 · · · xmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm RはXの行に作用
50.
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列の直交変換とユニタリー変換 15 縦横の作用を区別する必要はない場合,C=Rとする Z = RXR X = R ZR ただし RR′=I 行列Xの行列Rによる直交変換 要素が複素数の場合は,R′のかわりに R′*を用いる 行列Xの行列Rによるユニタリー変換
51.
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 行列の直交変換とユニタリー変換 15 縦横の作用を区別する必要はない場合,C=Rとする Z = RXR X = R ZR ただし RR′=I 行列Xの行列Rによる直交変換 要素が複素数の場合は,R′のかわりに R′*を用いる 行列Xの行列Rによるユニタリー変換 *は複素共役( i を(–i)にかえる)
52.
16
53.
16 ちょっと余談ですが☕
54.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 縦横の作用を区別する必要はないのか? 17 画像処理としてはその仮定はおかしくないが, 現実世界においては,重力があるので,左右と上下は異なる
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 縦横の作用を区別する必要はないのか? 17 画像処理としてはその仮定はおかしくないが, 現実世界においては,重力があるので,左右と上下は異なる
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 縦横の作用を区別する必要はないのか? 17 画像処理としてはその仮定はおかしくないが, 現実世界においては,重力があるので,左右と上下は異なる
57.
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 縦横の作用を区別する必要はないのか? 17 画像処理としてはその仮定はおかしくないが, 現実世界においては,重力があるので,左右と上下は異なる 上下反転のほうが違和感が大きい
58.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 縦横の作用を区別する必要はないのか? 17 画像処理としてはその仮定はおかしくないが, 現実世界においては,重力があるので,左右と上下は異なる 上下反転のほうが違和感が大きい だから
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 18 鏡で逆になっているのは,左右でも上下でもなく 前後。 鏡 実像 鏡像
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 18 鏡で逆になっているのは,左右でも上下でもなく 前後。 鏡 実像 鏡像 北を見ているなら
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 18 鏡で逆になっているのは,左右でも上下でもなく 前後。 鏡 実像 鏡像 北を見ているなら 南を見ている
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 19 実像 鏡像 「鏡で逆になる」というなら,「正解」はなにか?
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 19 実像 鏡像 水平に回転 「鏡で逆になる」というなら,「正解」はなにか?
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 19 実像 鏡像 水平に回転 💃💃 💃💃 「鏡で逆になる」というなら,「正解」はなにか?
65.
29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 19 左右が反転 上下はそのまま 実像 鏡像 水平に回転 💃💃 💃💃 「鏡で逆になる」というなら,「正解」はなにか?
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 19 左右が反転 上下はそのまま 実像 🐻🐻💭💭 正解はこれしかないでしょう? 鏡像 水平に回転 💃💃 💃💃 「鏡で逆になる」というなら,「正解」はなにか?
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 20 👨👨👨👨💬💬 いいえ,正解はそれだけではありません 鏡像 物体
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 20 👨👨👨👨💬💬 いいえ,正解はそれだけではありません 鏡像 縦回転だって 可能 物体
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 20 👨👨👨👨💬💬 いいえ,正解はそれだけではありません 鏡像 縦回転だって 可能 🚀🚀 🚀🚀 物体
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 20 上下が反転 左右はそのまま 👨👨👨👨💬💬 いいえ,正解はそれだけではありません 鏡像 縦回転だって 可能 🚀🚀 🚀🚀 物体
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 20 上下が反転 左右はそのまま 👨👨👨👨💬💬 いいえ,正解はそれだけではありません 鏡像 縦回転だって 可能 🚀🚀 🚀🚀 物体 水平回転が正しいと思うのは 重力の都合でしかない
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 鏡ではなぜ左右だけ逆になるのか? 20 上下が反転 左右はそのまま 👨👨👨👨💬💬 いいえ,正解はそれだけではありません 鏡像 縦回転だって 可能 🚀🚀 🚀🚀 物体 水平回転が正しいと思うのは 重力の都合でしかない ここで参考動画を
73.
21
74.
21 基底画像🤔🤔
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 22 Z = RXR どういうRを用いれば, 最適に画像データを圧縮できるか? それは,依然わからない しかし,画像をベクトルでなく行列で表したことで, 直交変換の効果がヴィジュアルにわかる
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 23 変換後の画像Zのm2個の要素を,それぞれ行列に分ける Z = z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + 0 z12 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + · · · + 0 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · zmm
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 23 変換後の画像Zのm2個の要素を,それぞれ行列に分ける を,上の各行列で行う。たとえば Z = z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + 0 z12 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + · · · + 0 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · zmm X = R ZR
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 23 変換後の画像Zのm2個の要素を,それぞれ行列に分ける を,上の各行列で行う。たとえば Z = z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + 0 z12 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + · · · + 0 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · zmm X = R ZR z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 23 変換後の画像Zのm2個の要素を,それぞれ行列に分ける を,上の各行列で行う。たとえば Z = z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + 0 z12 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + · · · + 0 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · zmm X = R ZR r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 23 変換後の画像Zのm2個の要素を,それぞれ行列に分ける を,上の各行列で行う。たとえば Z = z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + 0 z12 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 + · · · + 0 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · zmm X = R ZR r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm かけ算
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11が残る かけ算
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11が残る かけ算
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11が残る かけ算
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11が残る かけ算 この列が残る
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11が残る かけ算 かけ算 この列が残る
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11が残る r11が残る かけ算 かけ算 この列が残る
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11が残る r11が残る かけ算 かけ算 この列が残る
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11が残る r11が残る かけ算 かけ算 この列が残る
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11が残る r11が残る かけ算 かけ算 この列が残る この行が残る
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm z11 r11 . . . r1m (r11 · · · r1m) r11が残る r11が残る かけ算 かけ算 この列が残る この行が残る
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm ベクトルの直積 (付録3) z11 r11 . . . r1m (r11 · · · r1m) r11が残る r11が残る かけ算 かけ算 この列が残る この行が残る
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm ベクトルの直積 (付録3) z11 r11 . . . r1m (r11 · · · r1m) = z11 r11r11 r11r12 · · · r11r1m r12r11 r12r12 · · · r12r1m . . . . . . ... . . . r1mr11 r1mr12 · · · r1mr1m r11が残る r11が残る かけ算 かけ算 この列が残る この行が残る
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 24 r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm r11 · · · rm1 . . . ... . . . r1m · · · rmm z11 0 · · · 0 0 0 · · · 0 . . . . . . ... . . . 0 0 · · · 0 r11 · · · r1m . . . ... . . . rm1 · · · rmm ベクトルの直積 (付録3) 行列すなわち画像 z11 r11 . . . r1m (r11 · · · r1m) = z11 r11r11 r11r12 · · · r11r1m r12r11 r12r12 · · · r12r1m . . . . . . ... . . . r1mr11 r1mr12 · · · r1mr1m r11が残る r11が残る かけ算 かけ算 この列が残る この行が残る
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 基底画像 25 X = z11r1r 1 + z12r1r 2 + · · · + zmmrmr m m m つまり 基底画像 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 つまり基底画像とは 26 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載) たとえば,64個( )の基底画像が, 右のような と の直積になっていると すると m = 8 r1…r8 r′1…r′8 r′1 r′8 r1 r8
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 つまり基底画像とは 27 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載) X = z11r1r 1 + z12r1r 2 + · · · + zmmrmr m m m 64個( )の基底画像がこれだとすると m = 8 r′1 r′8 r1 r8
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 つまり基底画像とは 27 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載) X = z11r1r 1 + z12r1r 2 + · · · + zmmrmr m m m 64個( )の基底画像がこれだとすると m = 8 r′1 r′8 r1 r8
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 つまり基底画像とは 27 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載) X = z11r1r 1 + z12r1r 2 + · · · + zmmrmr m m m 64個( )の基底画像がこれだとすると m = 8 r′1 r′8 r1 r8
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 つまり基底画像とは 27 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載) X = z11r1r 1 + z12r1r 2 + · · · + zmmrmr m m m 64個( )の基底画像がこれだとすると m = 8 r′1 r′8 r1 r8
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 つまり基底画像とは 27 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載) X = z11r1r 1 + z12r1r 2 + · · · + zmmrmr m m m 64個( )の基底画像がこれだとすると m = 8 r′1 r′8 r1 r8
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 つまり基底画像とは 27 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載) X = z11r1r 1 + z12r1r 2 + · · · + zmmrmr m m m 64個( )の基底画像がこれだとすると m = 8 r′1 r′8 r1 r8
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 つまり基底画像とは 27 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載) X = z11r1r 1 + z12r1r 2 + · · · + zmmrmr m m m 64個( )の基底画像がこれだとすると m = 8 r′1 r′8 r1 r8
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 つづきは 28 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている 元の関数は,いろいろな周波数の波に, 各々対応するフーリエ係数をかけて足し合わせたものになっている… 今日の最初にでてきた これ(の8×8の1つ1つ)は 基底画像の例です👉👉
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 つづきは 28 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている 元の関数は,いろいろな周波数の波に, 各々対応するフーリエ係数をかけて足し合わせたものになっている… 今日の最初にでてきた これ(の8×8の1つ1つ)は 基底画像の例です👉👉 第1部の 👈👈これと同じ? (図はA. K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processingより転載)
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関西大学総合情報学部 浅野 晃 つづきは 29 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている 元の関数は,いろいろな周波数の波に, 各々対応するフーリエ係数をかけて足し合わせた ものになっている… つまり,逆フーリエ変換? フーリエ変換も,ユニタリー変換の一種
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29 2022年度秋学期 画像情報処理 /
関西大学総合情報学部 浅野 晃 つづきは 29 フーリエ変換を基本に, 画像圧縮に適した基底画像(一部を省略しても影響が少ない基底画像)を選ぶ 原画像Xは,m2個の基底画像に それぞれZの各要素をかけて足し合わせたものになっている 元の関数は,いろいろな周波数の波に, 各々対応するフーリエ係数をかけて足し合わせた ものになっている… つまり,逆フーリエ変換? フーリエ変換も,ユニタリー変換の一種
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