「画像」の基礎知識 - Microsoft

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インターネットで楽しく学ぼう!
「みて、きいて、わかる 画像処理」
「画像」の基礎知識
マイクロソフト株式会社
インターネットで楽しく学ぼう!
「みて、きいて、わかる 画像処理」
「画像」の基礎知識
応用編
画像処理による鉱物の含有量の分析
出演:
東京都立駒場高等学校
情報科 天良 和男 先生
監修:
神奈川県立 生命の星・地球博物館
主任研究員 山下 浩之氏
※次のスライドからは、マイクロソフトが作成した内容を掲載しており、ダウンロード教材も含め、著作権はマイクロソフトに帰属いたします。
1. はじめに
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支援教材について
 資料の位置づけ
 資料は日本学生科学賞のソリューション部門の2006年度の課題研究である画像処理について理解を深め
る為の資料として作成されています。
 応用編はC#で作られたツールを使って、画像処理の問題解決に対する理解を深めます。
*日本学生科学賞についてはこちらをご覧下さい。http://www.jssa.com/
 著作権
 応用編
マイクロソフト株式会社
 使用制限
 教育に利用する目的に限定してご利用頂けます。叉必要に応じて変更、追加、修正、削除などをして頂くこ
とも出来ます。本資料の一部あるいは全てをいかなる形で販売、販売促進、商行為に直接・間接的に使う
ことを禁止します。
 開発ツール、QRコード用の制御ソフトウエア製品は記載された条件に沿った目的でご利用頂けます。叉、
本文書に関するご質問についてのお問い合わせは一切お答えすることができませんので予めご了承下さ
い。
 開発ツール
下記は開発用ソフトウエアを学習するためのサンプルとして提供するものです。ソリューション部門へのエント
リーは下記以外のいかなるソフトウエアをご利用いただくことができます。
 Visual C# 2005 Express Edition
マイクロソフト株式会社
http://www.microsoft.com/japan/msdn/vstudio/express/vcsharp/
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以下の皆様にご協力いただきました
 テクニカルサポート/ コンサルティング
山下浩之神奈川県立 生命の星・地球博物館
杉田和久有限会社テックステート
冨沢高明マイクロソフト株式会社
田中達彦マイクロソフト株式会社
伊藤信博マイクロソフト株式会社
 事務局
福田啓二読売新聞東京本社
鈴木利弘読売新聞東京本社
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開発環境 Visual C# 2005 Express
Edition ダウンロードサイト
• Visual C# 2005 Express Editionは下記のサイトからダウン
ロードできます。
http://www.microsoft.com/japan/msdn/vstudio/express/vcsh
arp/
• C#のアプリケーション作成に挑戦してみたい方は是非こちら
のサイトでアプリケーションを作成してみましょう。
http://www.microsoft.com/japan/msdn/student/challenge/
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必要な環境
• 実行に必要なソフトウェア
– Microsoft.NET Framework 2.0
– Microsoft.NET Framework2.0 日本語
Language Pack
• なお、Visual C# 2005 Express Editionをインストールすると、
上記のソフトウェアも自動的にインストールされます
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2.ツールの機能の説明
8
画像処理サンプルプログラム
図1 画像処理サンプルプログラム
9
画像処理サンプルプログラム
機能一覧
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
画像の読み込み
画像の保存
CSVファイルの読み込み
CSVファイルへの保存
選択範囲
選択解除
色の取得
階調の変換
色の変換
カラーサンプル
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階調の変換
階調変換前
階調変換後
図2 りんごを用いた階調の変換
11
色の変換
図3 トマトと食パンを用いた色の変換
12
3. 岩石の名称予測に関する
基礎知識
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火成岩の分類
Q
Q%
A%
A
P
P%
図4 Streckeisen (1976)による花崗岩質岩の分類
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火成岩の分類
表1 火成岩(深成岩)の分類
15
三角図を用いた岩石の分類
• 石英(Q)、斜長石(P)、カリ長石(A)の構成比
率が次の場合の深成岩の名称を予測してく
ださい。
– Q 石英:40%
– P 斜長石:20%
– A カリ長石:40%
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三角図の使い方
P 石英:20%
Q 斜長石:40%
A カリ長石:40%
図5 三角図を用いた例題
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図6 三角図を用いた名称の予測
18
4. 画像処理による問題解決
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岩石の名称の予測に用いるプレパラート
図7 岩石のプレパラート
画像提供:神奈川県立 生命の星・地球博物館
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5. 画像処理による
岩石の名称予測の例
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鉱物構成の算出における留意点
• 鉱物の色の特徴を理解
• 赤、緑、青の最小値と最大値を指定するだけ
でなく、赤、緑、青の明るさの比率の範囲も指
定しないと別の系統の色も変換の対象になる
– 今回の例では、別系統の色も範囲の対象になら
ない、と仮定しています
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岩石の鉱物の最大値、最小値の設定
• カリ長石
– 色:褐色
• 最小値 褐色の中で最も暗いと思われる点のRGB情報を取得
• 最大値 褐色の中で最も明るいと思われる点のRBG情報を取得
• 斜長石
– 色:白
• 最小値 石英と予想される白い部分の中で最も暗い点、すなわちRGB
の数値の低いところのRGB情報を取得してそこをRGBの最小値に指定
• 最大値 真っ白(R:255,G:255,B:255)
• 石英
– 色:グレー
• 最小値 グレーの中で最も暗いと思われる点のRGB情報を取得
• 最大値 グレーの中で最も明るいと思われる点のRBG情報を取得
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サンプルプログラムでのRGB範囲の設定
鉱物名
最大・最小
R
G
B
最小
146
67
36
最大
243
179
137
最小
127
144
149
最大
255
255
255
最小
95
101
96
最大
140
141
141
カリ長石
斜長石
石英
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色変換後のサンプル
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実験結果
ピクセル数 計算割合
割合
Aカリ長石
5,872
0.11
11%
P斜長石
30,896
0.58
58%
Q石英
16,107
0.30
30%
total
52,875
1
100%
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三角図との比較
ピクセル数
A カリ長石
計算割合
割合
5,872
0.11
11%
P 斜長石
30,896
0.58
58%
Q石英
16,107
0.31
30%
total
52,875
1
100%
火成岩:4番
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火成岩の分類
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Visual Studio 2005 Express Editionの
ダウンロードサイトと製品版の機能比較
• Visual Studio 2005 Express Edition ダウン
ロードサイト
– http://www.microsoft.com/japan/msdn/vstudio/
express/vcsharp/
• Visual Studio 2005 Express Editionと製品
版機能比較
– http://www.microsoft.com/japan/msdn/howtob
uy/vs2005/editions/stdexp/
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Visual C# 初心者の方へ
• C#クイックツアーサイト
– http://www.microsoft.com/japan/msdn/vstudio/
express/vcsharp/quicktour/
• C#でのアプリケーション作成挑戦サイト
– http://www.microsoft.com/japan/msdn/student/
challenge/
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This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.