Uma fotografia simples contém mais informações do que uma pintura complexa?

12

Espero que esta pergunta seja apropriada para este site.

Me deparei com essa passagem no The Three Body Problem , um romance de Liu Cixin:

O professor havia colocado duas fotos: uma era a famosa pintura da Dinastia Song, ao longo do rio, durante o Festival de Qingming , cheia de detalhes finos e ricos; o outro era uma fotografia do céu em um dia ensolarado, a extensão azul profunda quebrada apenas por uma nuvem ... O conteúdo informativo da fotografia - sua entropia - excedia o da pintura em uma ou duas ordens de magnitude

Imagens representativas:

Isso é verdade? Como se explica esse fenômeno contra-intuitivo?

image image-compression soft-question RSS
fonte

Há mais contexto no livro?

endolith

@ endolith não, infelizmente não.

RSS

Eu gostaria que a entropia fosse a única medida do conteúdo. Mas não. As imagens RGB são criadas para os humanos olharem, tanto pinturas quanto fotografias. Então veja você mesmo. Qual você acha que é mais informativo e rico? Sua escolha é correta, independentemente das medidas do computador que inventamos.

Tolga Birdal

@TolgaBirdal Fair o suficiente, mas eu ainda estaria interessado em entender por que os computadores estão errando nesse caso.

RSS

12

Depende de como você define o termo "informação" ou "entropia".

H = - \sum_{k} p_{k} {registro}_{2} (p_{k})

$H = - \sum_k p_k \log_2(p_k)$

p_{k}

$p_k$

k

$k$

Esse tipo de entropia está correto se ignorarmos a correlação entre pixels. Por exemplo, as duas imagens têm a mesma entropia por esta definição.

$p_k$ $p_k$

Nós, seres humanos, com você como exemplo, usamos esse tipo de correlação para perceber as imagens. Esse tipo de correlação é chamado de "detalhes" e esperamos que as imagens com detalhes ricos tenham mais informações / entropia do que as simples. Esta é a razão pela qual você achou isso contra-intuitivo.

PS:

Eu tentei calcular a entropia das duas imagens que você postou, mas elas não são diferentes "por uma ou duas ordens de magnitude" !!!!

"Ao longo do rio durante o festival de Qingming" entropia cerca de 7

Entropia "O céu" cerca de 6

Eles não devem ter os mesmos arquivos do professor.

AlexTP
fonte

Obrigado, acho que esta é a resposta que eu estava procurando. É claro que as imagens que eu enviei foram feitas apenas para serem representativas, não tenho idéia do que o professor de ficção realmente mostrou à classe: D

RSS

1

Antes de tudo, não é a pintura em si, mas a fotografia (ou uma digitalização) dela que podemos comparar com a fotografia (ou a digitalização) de outra coisa, como uma cena natural.

Com base nas imagens fornecidas, de maneira perceptiva , a pintura deve envolver mais informações, em comparação com um céu simples. O resultado é que, quando compactado, o arquivo de pintura será maior que o arquivo do céu no mesmo algoritmo de compactação.

No entanto, a cena simples do céu pode incluir componentes perceptivamente invisíveis , como artefatos de quantização, gradiente de cores ou coisas semelhantes que, mesmo que você não consiga perceber sua existência, um algoritmo matemático ainda tratará como informação estatística para que a entropia limite da imagem é aumentado. Resultando em um arquivo maior.

É claro que o mesmo pode estar acontecendo também no arquivo de pintura.

Fat32
fonte

Você levantou uma boa distinção, ou seja, o professor comparou uma fotografia com a pintura real (vamos chamar de hipótese mais fraca) ou até mesmo uma varredura da pintura continha menos informações (hipótese mais forte). Então, conforme sua explicação, apenas a hipótese mais fraca é verdadeira?

RSS

N

$N$

f [n 1, n 2]

$f[n1,n2]$ que representa a informação da imagem mais alguma distorção devido ao processo de digitação. A verdade é que, perceptivamente, a pintura contém mais informações. Mas o conceito matemático de entropia é fundamentalmente uma medida estatística de informações com base em probabilidades. Variações de pixels tão invisíveis ainda seria considerado como informação, e será codificado , a não ser descartado pelo quantizer de um perceptual codec tais como jpeg variantes ..

Fat32

0

Ambos contêm a mesma informação, ou seja, ambos têm 1 bit de informação. Considere a bordo, existem duas duas imagens, uma de pintura e outra de fotografia. Portanto, a probabilidade de uma imagem é 1/2 = 0,5. Como você não sabe qual é a imagem antes de vê-las.

Amruth A
fonte

Uma fotografia simples contém mais informações do que uma pintura complexa?

Respostas: