画像情報処理特論①

2018/04/12 画像情報処理特論 第１回 Java開発環境の構築 東京工科大学 助教 加納 徹

自己紹介 氏名： 加納 徹 （Toru, KANO） 専門： 画像計測、医用画像処理、X線CT プログラミング言語： C, Java 2

研究テーマ CT画像に含まれる各種アーチファクトの低減 処理前 3 処理後

本講義の概要 ① 計測画像には 不要な情報 が多く含まれる 画像情報処理技術 前処理技術 濃度変換、フィルタ処理、ノイズ除去 後処理技術 特徴抽出・解析、定量評価 Java を用いて実装 4

本講義の概要 ② 到達目標： 画像処理の理論と汎用的なプログラム実装技術の習得 ラーニングアウトカム重点項目： 「実学に基づく専門能力」「理論的な思考力」 履修に必要なもの： ノートパソコン、数学・プログラミングの基礎知識 成績評価方法・基準： 演習50点、レポート課題50点、60点以上で合格 5

本講義のもう一つのねらい ⚫ Javaの文法をしっかり学ぶ ⚫ アルゴリズムの知識を身に付ける ⚫ プログラムが動くのを楽しむ ⚫ ソフトウェア開発を身近に感じる 6 作る楽しさを知れば、学ぶのが楽しくなる！

授業計画 第1回：ガイダンス、Java開発環境の構築 第2回：GUIアプリケーション開発、画像データの入出力 第3回：前処理(1)（濃度変換、モルフォロジー演算） 第4回：前処理(2)（平滑化、先鋭化） 第5回：画像のセグメンテーション 第6回：画像の特徴抽出・特徴解析 第7回：画像の定量評価（MSE、PSNR、CNR） 第8回：コンピュータ診断支援への展開、まとめ 7

Java開発環境の構築

Javaの開発環境 1. JDK (Java SE Development Kit) ⚫ Javaのプログラミングに必要な基本道具セット 2. NetBeans ⚫ Java公式の統合開発環境（IDE） ⚫ 優れたGUIエディタを搭載 3. Javaドキュメント ⚫ Javaの便利な取扱説明書 英語版のJavaドキュメントは最初から入っているみたい 9

JDK/NetBeansのインストール① 1. http://www.oracle.com/technetwork/java /javase/downloads/index.html にアクセス 2. 「NetBeans with JDK 8」をクリック 10

• http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

JDK/NetBeansのインストール② 3. 「Accept License Agreement」をチェック 4. 各自の環境に合ったものをダウンロード 11

JDK/NetBeansのインストール③ 1. 「次へ」を押す 2. 「次へ」を押す 3. 「次へ」を押す 6. 「データ提供」のチェックを 外して「終了」を押す 5. しばらく待つ 4. 「更新の確認」のチェックを 外して「インストール」を押す

Javaの特徴 ⚫ 世界で最も使われているプログラミング言語 ⚫ C言語から派生（文法が似てる） ⚫ GUIソフトウェアが作りやすい 13 CUI GUI Character User Interface Graphical User Interface

Javaの特徴 ⚫ 世界で最も使われているプログラミング言語 ⚫ C言語から派生（文法が似てる） ⚫ GUIソフトウェアが作りやすい ⚫ マルチプラットフォーム（どんなPCでも動く） ⚫ ライブラリが豊富（便利な道具がいっぱい） ⚫ オブジェクト指向（効率的で安全） 14 ⚫ だいたい何でもできる

Javaの使い道 ⚫ 電気製品（携帯電話、電子レンジ） ⚫ 業務/研究アプリケーション ⚫ Webアプリケーション ⚫ スーパーコンピュータ 15 Java無しではもう生きていけない

基本的な用語の説明 ⚫ 変数 ⚫ 数値や文字などを入れておく入れ物 ⚫ メソッド ⚫ 一連の処理のまとまり （C言語の関数に相当） ⚫ プログラムはmainメソッドから始まる （C言語のmain関数に相当） ⚫ クラス ⚫ 変数やメソッドのまとまり ⚫ プログラムには必ずmainクラスが一つ存在する ⚫ プログラムはmainクラスのmainメソッドから始まる 16 全ての変数とメソッドは、必ずクラスに属している

NetBeansの起動 1. アイコンをクリック 3. データ提供は「いいえ」を選択 4. NetBeansの起動！ 2. 少し待つ 17

Javaドキュメントのダウンロード 18 1. http://www.oracle.com/technetwork/jp/java/java-sun1440465-ja.html にアクセス 2. 最新バージョンのファイルをダウンロード 3. そのまま「C://Program Files/Java/」等の場所に入れる

• http://www.oracle.com/technetwork/jp/java/java-sun-1440465-ja.html

Javaドキュメントの組み込み 4. [ツール] ⇨ [Javaプラットフォーム] と進む 19

Javaドキュメントの組み込み 5. [Javadoc] タブを選択し、 [ZIP/フォルダの追加] ボタンを押す 20

Javaドキュメントの組み込み 6. [上へ移動] ボタンを押して、 一番上まで移動させる 21

基本的なプログラミング

新規プロジェクト 「Workshop1」 を作ろう プロジェクトの作成 1. [新規プロジェクト...] ボタンを押す 3. プロジェクト名（Workshop1）をつけて、 [終了] ボタンを押す 2. そのまま [次へ] ボタンを押す

プロジェクトの作成 24

フォント変更のすすめ 1. [ツール] ⇨ [オプション] と進む 25 2. [フォントと色] タブでフォントを変更する

フォント変更のすすめ 3. [その他] タブの [出力] タブでフォントを変更する 26

プロジェクト作成のすすめ 時々左上にこんなものを表示します 27 新規プロジェクト 「Workshop1」 を作ろう 既存プロジェクト 「Workshop1」 を使おう 新しく作ったほうが 手っ取り早いとき あるものを使ったほうが 手っ取り早いとき 覚えたか？

2.1 文字の出力

既存プロジェクト 「Workshop1」 を使おう 29 Hello NetBeans! 「System.out.println(“Hello NetBeans!”);」と書いてみよう

Hello NetBeans! 30 [Ctrl] + [スペース] で強制的に候補を出すこともできる

Hello NetBeans! 31 出力ウィンドウにHello NetBeans! と表示されたら成功！

2.2 変数

データの入れ物「変数」 変数とは [ データ型 ] [ 変数名 ] ; の形で宣言される、数値や文字を入れておく入れ物です データ型 種類 サイズ 扱える範囲 short 整数 ２バイト −32786~32767 int 整数 ４バイト −2147483648~2147483647 long 整数 ８バイト −9223372036854775808~9223372036854775807 float 浮動小数点数 ４バイト 有効数字7桁 ±10−38 ~1038 double 浮動小数点数 ８バイト 有効数字15桁 ±10−308 ~10308 char 文字定数 １バイト Unicode文字（一文字） String 文字列 不定 boolean 論理値 １バイト 大体どんだけでも true, false

データの入れ物「変数」 変数とは [ データ型 ] [ 変数名 ] ; の形で宣言される、数値や文字を入れておく入れ物です データ型 34 種類 サイズ 扱える範囲 int 整数 ４バイト −2147483648~2147483647 double 浮動小数点数 ８バイト 有効数字15桁 ±10−308 ~10308 String 文字列 不定 boolean 論理値 １バイト 大体どんだけでも true, false これくらいなら、簡単に覚えられそうだね

既存プロジェクト 「Workshop1」 を使おう 変数の使い方 public static void main(String[] args) { int a; double b; String s; a = 42; b = 3.1415926535; s = "Hello, NetBeans 8.1"; System.out.println("a の値は " + a); System.out.println("b の値は " + b); System.out.println("s の値は " + s); } 35 int a = 42; のように、宣言と代入は同時にできる

新規プロジェクト
「Workshop2」
を作ろう

色々な計算

public static void main(String[] args) {
int a = 16, b = 4;
double x = 2.5, y = 8.3;
// 四則演算
System.out.println("a = " + a + ", b = " + b);
System.out.println("a + b = " + (a + b));
System.out.println("a - b = " + (a - b));
System.out.println("a * b = " + (a * b));
System.out.println("a / b = " + (a / b));
System.out.println();
// Mathクラス
System.out.println("x = " + x + ", y = " + y);
System.out.println("x ^ y = " + Math.pow(x, y));
System.out.println(“sin(x - y) = " + Math.sin(x - y));
System.out.println("log(x + y) = " + Math.log(x + y));

}

36

「Math.」と打ち込んで候補を観察してみよう

2.3 if文

if文 if (評価式) { 処理 } の形で記述され、評価式の結果が正しければ処理が実行されます パターン1 if (評価式A) { 処理A ; } 38 パターン2 評価式A Yes 処理A No if (評価式A) { 処理A ; } else { 処理B ; } 評価式A No Yes 処理A プログラムの分岐を作る超重要な文法！ 処理B

新規プロジェクト
「Workshop3」
を作ろう

if文
2つの値を比較するときは、比較演算子を用います

39

演算子

意味

==

等しい

!=

等しくない

>

より大きい

>=

以上

<

より小さい

<=

以下

public static void main(String[] args) {
int a = 0;
int b = 1;
if (a == b) {
System.out.println(“a と b は等しいよ");
} else {
System.out.println(“a と b は等しくないよ");
}
}

2.4 for文

新規プロジェクト
「Workshop4」
を作ろう

for文

for (初期化 ; 評価式 ; 次の一歩) { 処理 }
の形で記述され、次の流れで実行されます
1. 初期化を行う

初期化

2. 評価式が正しければ、処理を実行する（違えば終了）
3. 処理が終わったら、次の一歩を行う
4. 手順2に戻る
public static void main(String[] args) {

評価式
Yes
処理

int sum = 0;
for (int n = 1; n <= 10; n++) {
sum = sum + n;
}

System.out.println("1から10までの和は, " + sum);
}

次の一歩

新規プロジェクト 「Workshop5」 を作ろう 練習問題 for文とif文を使い、九九の表を出力しなさい 一桁の数字の前には 0 を挿入し、綺麗に揃えなさい 実行例 ヒント print()メソッドを使うと改行されない for文の中にfor文を入れることができる どこで改行を入れるかがミソ 数字が一桁かどうかはif文で判定する できるかな？

NetBeansの便利な機能 テキストエディタのどこかで 右クリックしてみよう 43

お疲れ様でした つづく