なぜ、entropy 関数で画像のエントロ​ピーが正しく計算でき​ないのでしょうか？

なぜ、entropy 関数で画像のエントロピーが正しく計算できないのでしょうか？

int16 型で定義される画像 (例えば、DICOM画像)のエントロピーを計算しようとしています。 

entropy 関数は int16 型の入力をサポートしていないようですので、 

 

>> entropy(double(int16))

と double 型にキャストして計算したところ、画像の複雑さから考えて極端に小さな値が算出されます。 

Answer 1

[MathWorks Support Team]

entropy 関数はサポートされるデータタイプがlogical, uint8, uint16, double 型であり int16 型はサポートしていません。 

entropy 関数を実行しますと、内部で im2uint8 と呼ばれる関数で、入力データはまず uint8型へ 

キャストされ、 その後 256 階調でヒストグラムが求められ各階調のデータ数を元にエントロピーが計算されます。 

ここで、im2uint8 の仕様として、入力引数が 

uint16型の場合、0 - 65535 までの値を 0 - 255 に量子化します。 

double型の場合は、0 - 1 までの実数値を 0 - 255 までの値へ量子化されることになります。 

今回エントロピーを計算されようとされている画像は double 型にキャストされておりますが、 

1 以上の数値はすべて１として解釈されてしまい、結果エントロピーが小さく算出されたものと考えられます。 

画像の最大値と最小値を確認して、値が収まるようにサポートしているデータ型に写像 

（例えば、double型であれば最小値、最大値がそれぞれ 0、1 となるように正規化）した後に entropy 関数を実行してください。

上記目的の画像正規化には、 Image Processing Toolbox で提供される mat2gray 関数が利用できます。