2009-4-13:二値化データからlacunaityを求めてみよう

Lacunarityを実際に求めてみよう

今回はエディターとrubyを用いて実際にLacunarityを求めてみましょう.
本来なら実際の画像データを二値化することから始まりますが，それは今回は考えず，
今日は模擬的なバイナリーデータを作成し,そのLacuanrityを求めます.

二値化の作業については"2009-3-26:衛星画像を二値化してみよう"を参照ください．

それでは，エディターを作成したいと思います．

バイナリーデータの作成

エディターを立ち上げてください．
ファイル名は lacunarity01.rb にします．

まずはじめに，今回考えるバイナリーデータを作成します.
これは，衛星画像をある閾値で二値化したときに得られるデータに相当します．
以下のように打ち込んでください．

imageX = [0,0,0,0,0,
　　　　　　　1,1,0,0,1,
　　　　　　　0,1,0,0,0,
　　　　　　　0,0,0,0,1,
　　　　　　　0,0,0,0,0]

imageY = imageX.collect{|x| x*255}
image = imageY.pack("C25")

m = n = 5
r = 2

これは以下のような二値画像を示しています.

Gliding box中の値の総和を求める

次に一辺が2マス分のgliding boxを考え，その中に入る値の総和を求めます．
以下のように入力します

# Gliding_box中の値の総和
# r~Gliding_boxのサイズ
# Gliding_boxの中の数字を一列の文字列(x)にする
# image~もと画像データの名前
# m~もと画像データの横サイズ
# n~もと画像データの縦サイズ
# k~Gliding　boxの左上隅の全体の通し番号における番号
# l~Gliding　boxの最上段を0行目とカウントしたときのGliding boxの任意の行

def sum_in_box(r,image,m,k)
　x = ""　　　　　　　　　　　　　　　　
　r.times{|l| x += image[k+l*m,r]}　
　xa = x.unpack("C*")　　　　　　　　
　sum = 0　　　　　　　　　　　　　　　
　xa.each{|v| sum += v/255}　　　　
　return sum 　　　　　　　　　　　
end

Gliding_boxを動かし，box内の値の和の配列を作成

次に，Gliding_boxをスライドさせ,各時々のGliding_box中の値の和を
配列に挿入します．
「Gliding box中の値の総和を求める」で打ったコマンドの下に続けて，
以下のように打ち込んでください．

# Gliding_boxをスライドさせ，各Gliding_box中の値の和を配列(array)に挿入

def scan_box(image,m,n,r)
　array = []
　(n-r+1).times do |j|
　　(m-r+1).times do |i|
　　　k = i + j*m

　　　array << sum_in_box(r,image,m,k)
　　end
　end
　array
end

平均値,分散，Lacunarityを計算

上で作成した配列（array）の平均値，分散，Lacunarityを計算してみましょう．
上に続けて，以下のように打ち込んでください．

# 配列(array)から平均値，分散，Lacunarityを計算
def lacunarity
　require 'mean_var'
　mean,var = mean_var(array)

p [mean,var]

　lac = var/mean**2 + 1
end

arry = scan_box(image,m,n,r)

p array

lac = lacunarity(array)
p lac