¿Cómo se relaciona la teoría de la información con el procesamiento de imágenes?

¿Cómo se relaciona la teoría de la información con el procesamiento de imágenes?

Las imágenes pueden considerarse como canales simples. Entonces la teoría es exactamente aplicable a las imágenes. Es útil en análisis de compresión, control de ajuste automático (por ejemplo, enfoque automático y umbral), reducción de desenfoque / ruido, reconstrucción de imágenes y algos de súper resolución (y muchos, muchos otros). En la mayoría de los casos, la entropía de la imagen proporciona métricas / estimaciones puntuales (con propiedades específicas como la invariancia de escala / permutación) para usar en estos algos.

si es útil / común expresar el procesamiento de imágenes en términos de cambiar la información asociada en las imágenes

Obviamente. Proporciona una medida de calidad por decir lo menos.

¿Significa esto que cada filtro tiene un factor de atenuación de información asociado?

Sí, lo hace (en la representación del dominio de frecuencia de una imagen). Las imágenes tienen un valor de potencia asociado con ellas, y los filtros tienen ganancias (y factores / pérdidas de festoneado): funcionan igual que en las señales digitales.

si las imágenes A y B contienen bits X e Y, ¿cuántos bits contendrían A y B? A | ¿SI?

Estos se consideran bajo entropías condicionales y conjuntas y operaciones de información mutua.

Por ejemplo, la entropía de una imagen en escala de grises de [math] N [/ math] píxeles se puede describir mediante la entropía habitual de Shannon:
[matemáticas] H = – \ Sigma_ {i} p_i \ log p_i [/ ​​matemáticas], donde,
[matemáticas] p_i = N_i / N [/ matemáticas],
y [math] N_i [/ ​​math] representa el número de px con el valor gris i [math] ^ {\ text {th}} [/ math] ([math] p_i [/ ​​math] captura el mismo índice de frecuencia que el obtenido de un histograma de imagen). Sin embargo, esta no es la única definición. También está la entropía de Rényi (que generaliza muchas otras definiciones de entropía).

[La respuesta de Dave Gordon no tiene nada que ver con la información interpretada bajo la teoría de la información . Esa respuesta confunde la extracción semántica de gráficos / escenas interpretativas y el contenido del canal con ‘información’. Y hay una gran amplitud / profundidad de investigación sobre todos estos temas]

Decir que la teoría de la información es bastante limitada cuando se trata de imágenes es un poco como decir que la teoría de números es bastante limitada cuando se trata de sistemas de cifrado. En cualquier caso, son relevantes para algo más que el tema dado, y también son relevantes para el tema en formas específicas.

Muchos algoritmos de compresión para video e imágenes utilizan ideas de la teoría de la información, como la codificación de entropía (por ejemplo, la codificación Huffman), la codificación aritmética, la cuantificación escalar y vectorial y el modelado de contexto. La codificación de transformación (hacer una transformación de Fourier antes de la cuantización) se ha justificado utilizando argumentos fundacionales de la teoría de distorsión de velocidad. La estimación de movimiento en videos es una forma de codificación diferencial de entropía. Filtrar imágenes cambia la entropía del resultado y la desigualdad en el procesamiento de datos puede usarse para razonar sobre este tipo de transformaciones en términos teóricos de información.

¿Las personas que investigan sobre imágenes deben conocer la teoría de la información? No necesariamente, sin embargo, funciona como base para razonar formalmente sobre muchas cosas relevantes y creo que vale la pena familiarizarse con uno mismo.

Esto es muy importante y es algo en lo que he estado pensando seriamente durante el último año. Sabemos que las personas daltónicas y las personas no daltónicas pueden mirar la misma imagen y ver dos colores diferentes.

Entonces, si pasamos una imagen daltónica a través de una matriz de color, podemos ver el número 7. Pasarla a través de una matriz diferente y podemos ver el número 4. Claramente, no solo la metainformación ha cambiado sino el significado semántico del La imagen ha cambiado. Es decir, la información perceptiva de la imagen real ha cambiado.

Como dije, he estado mirando esto por un tiempo y no he encontrado ninguna investigación o estudio sobre el tema. Es fascinante y si está interesado en continuar con esta línea de investigación, envíeme una línea en la que podríamos colaborar si lo desea.

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