计算图像的自信息和信息熵,需包含下述步骤: (1) 读入一幅图像 (2) 计算图中每个灰度级的频数、频率 (3) 从频率出发计算该图像的自信息、信息熵 (4) 可视化显示原图、灰度级频数、自信息和信息熵
时间: 2023-12-10 18:41:23 浏览: 95
好的,这是一个非常有趣的问题。需要使用 Python 和一些图像处理库来实现。以下是代码实现:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from PIL import Image
# 读入图像
img_path = "test.jpg"
img = Image.open(img_path).convert("L") # 转为灰度图像
# 计算每个灰度级的频数和频率
hist, _ = np.histogram(img, bins=256, range=(0, 255))
hist_freq = hist / np.sum(hist)
# 计算自信息和信息熵
info = -np.log2(hist_freq)
entropy = np.sum(-hist_freq * np.log2(hist_freq))
# 可视化显示
fig, axs = plt.subplots(2, 2, figsize=(12, 8))
axs[0, 0].imshow(img, cmap="gray")
axs[0, 0].set_title("Original Image")
axs[0, 1].bar(np.arange(256), hist)
axs[0, 1].set_title("Histogram")
axs[1, 0].bar(np.arange(256), info)
axs[1, 0].set_title("Self-Information")
axs[1, 1].bar(np.arange(1), entropy)
axs[1, 1].set_title("Entropy")
plt.show()
```
这段代码首先读入一张图像,并将其转换为灰度图像。然后,通过 `numpy.histogram` 函数计算每个灰度级的频数和频率。接着,根据频率计算自信息和信息熵。最后,使用 `matplotlib` 库中的 `imshow` 和 `bar` 函数绘制原图、灰度级频数、自信息和信息熵的可视化图像。
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