วันศุกร์ที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2556

Image Type and Formats

Image Type and Formats

ภาพระบบดิจิตอลโดยทั่วไปนั้นจะเป็นภาพในรูปแบบ 2D มีซึ่งประกอบด้วยความกว้างและความสูงของภาพ ซึ่งแต่ละทิศทางของความกว้างและความยาวนั้น ถูกกำหนดด้วยจำนวนพิกเซลในแนวแกน x และแนวแกน y ซึ่งแต่ละพิกเซลนั้นถือว่าเป็นหน่วยเล็กที่สุดของภาพ ค่าสีของภาพจะอยู่ระหว่างค่าสีขาว กับ สีดำ รูปแบบของค่านั้นยกตัวอย่างได้คือ เป็นค่าของความสว่าง ที่ถูกำหนดเป็นค่า bit-depth ซึ่งถูกกำหนดด้วยรหัส เช่น

2-bit image = ภาพที่มี 4 โทน (ค่าความสว่าง) : 00 (black), 01 (gray), 10 (gray), และ 11 (white)

4-bit image = ภาพที่มี 16 โทน (ค่าความสว่าง) : 0000 (0) t0 1111 (16) เป็นต้น

ในรูปแบบขอบ บิตต่อพิกเซล (bpp) รูปแบบภาพที่ใช้บ่อย สามารถดูได้จาก Help->Types นอกจากนี้ ImageJ2 ยังสนับสนุนกับรูปแบบ (format) ของรูปภาพค่อนข้างหลากหลายมากยิ่งขึ้นด้วย

8-bit 

แสงผล 256 (28) เป็นค่าระดับเทา ค่าของค่าสีเป็นจำนวนเต็มเท่านั้น

16-bit 

แสดงผล 65,536 (216) เป็นค่าระดับเทา มีค่าเป็นจำนวนเต็มเท่านั้น

32-bit 

แสดงผล 4,294,967,296 (232) เป็นค่าระดับเทา มีค่าเป็นจำนวนจริง ในภาพ 32-bit นี้ภาพจะแสดงในรูปแบบของ floating point และสามารถมี ค่าความสว่างที่เป็น NAN (not a number) ได้

RGB color 

เป็นภาพสี ที่สามารถแสดงผลได้ 256 ค่าในช่วงของ Red, Green และ Blue ซึ่งมี 24-bit (23x8) นอกจากนี้ RGB color ยังสามารถเป็นค่าแบบ 32-bit ได้ด้วย (ประกอบด้วย 24-bit เดิม และเพิ่มเติมค่า alpha อีก 8 bit ซึ่งความจางโปร่งใสของภาพนั้นเอง)

Native Formats

Format ภาพแบบดังเดิม (รวมทั้ง third-party ที่มีความจำเป็น) ประกอบด้วย TIFF, GIF, JPEG, PNG, DICOM, BMP, PGM and FITS ซึ่งเป็นรุปแบบที่สนับสนุนคำสั่งของ ImageJ

TIFF (Tagged Image File Format) 

เป็น default format สำหรับ ImageJ เมื่อกด File->Save (s)  รูปภาพสามารถเป็นไปได้ใน 1-bit, 8-bit, 16-bit (unsigned) , 32-bit (real), และ RGB color รูปแบบของ TIFF จะถูกเปิดใน ImageJ ด้วย LZW, PackBits และ ZIP (Deflate/Inflate) นอกจากนั้น TIFF ยังสามารถบันทึกในรูปแบบ ZIP archives ได้ Tiff tags นั้นจะถูกบันทึกเป็นไฟล์อยู่ระหว่างรูปภาพแต่ละรูปที่ถูกเปิดใช้งานใน Stacks หรือ Hyperstacks (ต้องเป็นชนิดเดียวกันและมีขนาดเดียวกัน)

DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine)

เป็นรูปแบบมาตรฐานสำหรับภาพในทางดานวงการแพทย์ ซึ่งเป็นรูปแบบภาพที่เปิดพร้อมกันหลาย ๆ ภาพในรูปแบบ Stacks สามารถแสดงรายละเอียดของ Header Information ได้จากเมนู Use Image->Show info... และสามารถเปิดจากเมนู File->Import->Image Seauence ... หรือ ลากวางก็ได้

FITS (Flexible Image Transport System)

เป็นรูปแบบไฟล์ภาพที่รับต่อมาจาก astronomical community สำหรับการรูปแบบการจัดเก็บข้อมูล และสามารถดูรายละเอียดไฟล์ได้จากเมนู Use Image->Show info... ดูรายละเอียดเติมได้จาก http://fits.gsfc.nasa.gov

PGM (Portable GrayMap), PBM (Portable BitMap) and PPM (Portable PixMap)

เป็นรูปภาพไฟล์ที่มีการจัดเก็บด้วยโครงสร้างที่มีส่วนหัวเป็น รหัส ASCII สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่  http://local.wasp.uwa.edu.au/~pbourke/dataformats/ppm/

AVI (Audio Video Interleave)

เป็นรูปแบบของข้อมูลที่มีการเข้ารหัสแบบหลายทาง ImageJ สามารถอ่านไฟล์จาก AVI ที่ไม่มีการบีบอัดเท่านั้น เช่น YUV 4:2:2 และ PNG หรือ JPGED ที่มีการเข้ารหัสแยกแต่ละเฟรม ส่วน MJPG (motion-JPEG) นี้ ImageJ จะอ่านได้ไม่สมบูรณ์

Non-native Formats

เมื่อ ImageJ เปิดไฟล์ขึ้นมาแล้วสิ่งแรกคือจะพยายามหารูปแบบที่สามารถเปิดได้ ถ้า ไม่สามารถเปิดได้ ImageJ ก็จะเรียก plugin เพื่ออ่าน เช่น HandleExtraFileTypes หากยังไม่สามารถเปิดได้อีกก็จะใช้ OME Bio-Formats library (ถ้าถูกติดตั้ง) หากพยายามแล้วยังไม่สามารถเปิดได้อีกก็จะแจ้งข้อความผิดพลาดในการเปิดไฟล์ออกมา

เนื่องจากตัวช่วยเปิดไฟล์นี้จำเป็นต้องอัพเดตเพื่อให้สามารถเปิดรุปแบบภาพที่มีลักษณะใหม่ ๆ ได้ แต่ใน ImageJ เองก็สามารถอัพเดตได้หากมีตัวเวอร์ชั่นใหม่กว่า หรือตรวจสอบได้จาก Plugin->LOCI->Update LOCI plugin ...

และสามารถตรวจสอบ format ของ OME Bio-FOrmats ได้จาก

http://loci.wisc.edu/bio-formats/imagej
http://fiji.sc/Bio-Formats
http://loci.wisc.edu/bio-formats/using-bio-formats

นอกจากนี้ัยังสามารถดูเพิ่มเติม plugin ที่สามารถเปิดไฟล์อีกหลาย ๆ รูปแบบได้ สามารถดูได้จาก
http://imagej.nih.gov/ij/plugins/#io


หากการเปลี่ยนแปลงรูปภาพ ให้จำไว้ว่า

จะมีข้อผิดพลาดแค่ 2 อย่างคือ Lossy Compression และ Metadata

Lossy compression คือการแปลงรหัสภาพที่ถูกบีบอัดจากภาพต้นฉบับ ซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดทั้งด้านความเหมาะสมและคุณภาพของภาพ เช่น การบีบอัด JPEG2000 เป็นการบีบอัดที่เกิด lossy compression

Metadata ในส่วนของ metadata เกี่ยวข้องกับ ภาพ เช่น scale, gray value, user comments (tiff and zip), Overlay เป็นต้น