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パーソナルモニタリングポスト(ガイガーカウンタ)を作ってみた

ウェブテクノロジ代表の小高です。
今回は、ほぼ趣味の話ですが、ご興味ある方はお付き合いください。

先日、秋葉原の電子部品店である若松通商さんが企画した「mbed版パーソナルモニタリングポストMark2ハンズオンセミナー」というセミナーに参加して、いわゆるガイガーカウンタ(放射線量の測定器)のキットを自作(組立)してきました。
この製品(以下、Mark2)の存在を知ったのは、コミPo! ブログの記事です。キットのマニュアルがコミPo! を使って描かれているということで、コミPo! ブログで紹介されています。

コミPo! で描かれたマニュアル

Mark2について簡単に説明しますと、基本はGeiger-Muller計数管(GM管)を使ったガイガーカウンタなのですが、Ethernet I/Fがついていて、測定結果をインターネットに送信できる機能を持っています。このため、製品名がガイガーカウンタではなく、パーソナルモニタリングポストになっているのだと思います。

セミナーの参加条件が「はんだづけのできる方限定」にもかかわらず、受け付け開始からまもなく定員いっぱいになったようで、人気ぶりが伺えます。
セミナーにはMark2を開発された木幡(こわた)さんも参加されるということで興味を持ち、参加を決めました。ちなみに、趣味なのでポケットマネーです。

組立中の様子。フラックスの溶ける匂いが漂う

当日の様子は、若松通商 アキバNET館とCQ出版社エレキジャックのページでも詳しく紹介されています。
参加者の平均年齢は結構高め、でしたが、近くのメイド喫茶橙幻郷から参加したメイドさん2名が平均値の引き下げに大きく貢献していました。なんと、彼女たちも参加条件をクリアしていて、頑張ってはんだづけしていました。

メイド喫茶橙幻郷から派遣されたしおんさんとかなえさんも、自分たちではんだづけしていました

ところで、私自身、20年前にソフトウェア会社を設立しましたが、小学6年生のときに電子工作に目覚め(?)、秋葉原に通って半導体部品を買い、独学ではんだづけを覚えて、中学高校生の頃はせっせと電子工作をしていたいわゆるラジオ少年(世代的には、もうラジオを作る時代ではなかったので、IC少年?)でした。
デジタル回路だけでなく、アナログ回路(楽器用のエフェクターやミキサー、ヘッドフォンアンプ、実験用の電源回路など)も良く作っていました。若松通商さんで初めて買い物をしたのも、30年以上前になります。
大学生になってからは、秋葉原の某有名パーツ店でのアルバイトを経て、月刊プロセッサというハードウェア雑誌の編集部で掲載記事用の電子回路組立(部品調達からはんだづけ、動作確認まで)のアルバイトをやっていました。その後、月刊プロセッサで連載を持たせていただいて、PC-9800用拡張ボードの製作記事を執筆したこともあります。

という経歴があるため、この20年以上、滅多にはんだづけをしなくはなりましたが、Mark2の組立は早々に終了。一発完動でした。
もちろん、もともとのキットの設計が良いことも、大きな理由だと思います。それは、セミナーの参加者全員が、完動したことからも伺えます。調整箇所もなく、再現性の高いキットだという印象です。

完成したMark2。手前のアルミ管に入っているのがGeiger-Muller計数管。青色LEDの付いたドーターボードがmbed

下の写真は、完成後に校正用の放射線源を使って、堀場製作所製のガイガーカウンタと比べて簡易校正しているところです。この日に組み立てた複数の装置で、どれも近い値が出ています。
Mark2で使われているGM管は、ロシア製のSBM-20というものですが、(素人の感覚ですが)意外と製造上のバラツキが少ない印象を受けました。
放射線遮蔽をした環境で校正したわけではないので、高精度ではありませんが、大まかな目安を知るには充分だと思っています。

較正中の様子

校正中の様子。組み立てたキットと、持ち寄られた各種ガイガーカウンタ。中央の黄色い円盤が線源

Cs-137(セシウム137)の校正用線源。原子核崩壊していくので、製造年月と半減期が記載されている

手堅いキットの組立とは言え、回路図を見て動作原理を理解しながら物作りをする楽しさを久々に思い出しました。最初に電源を投入するときが、やっぱり一番緊張します。大きなミスがあると、高価な部品を壊してしまう場合もありますから。

Mark2では、マイコン部分にmbedというモジュールを利用しています。mbedは、ARMコアを使った1チップマイコンと周辺回路をDIP型の基板に実装して、自作装置を作りやすくしたモジュールで、USBやEthernet I/Fも備えています。なにより一番面白い特徴は、ブラウザ上でIDE(統合開発環境)が動くことでしょうか。
私が趣味で電子工作をしていた時代、TTL 7400シリーズやC-MOS 4000シリーズを使った回路図を手で書いていたのとは隔世の感です。Ethernet搭載機器がこんなに簡単に作れるとは。


今回のセミナーを企画された若松通商 アキバネット館 館長の小暮さんは、エレクトロニクス産業の基礎を支える秋葉原の再興を目指して、日々活動をされているとのことです。小倉さんは私と同世代で、少年時代から秋葉原通いをしていたという共通点もあり、非常に共感を覚えました。
いま、日本のエレクトロニクス産業は岐路に立たされていますが、秋葉原のように、エレクトロニクス産業とコンテンツ産業が融合することで、今後も世界のなかで重要なプレゼンスを確保していって欲しいと願っています。

Mark2設計者の木幡さんは、もともとのお住まいが福島第一原子力発電所の避難区域にあり、避難生活をしながらMark2の設計をされたそうです。
最後になりましたが、木幡さんをはじめ、被災者の皆様の生活が少しでも早く好転することをお祈りしております。

関連リンク

カテゴリー: ウェブテクノロジ | タグ: , , , | 2020/06/16 更新

スマートフォンに大事なのは「ピクセルサイズ」じゃなくて「ファイルサイズ」です

こんにちは、営業部の嶋です。

ついに、という感じで新しいiPhoneが発表されました。事前の予測では「iPhone5が出る!」という話でしたが蓋を開けてみれば「iPhone4S」という今のモデルのリファインモデル。発表後はAppleの株価も下げたりしたそうですが、リファインとはいえ「デュアルコアのCPU」「8メガピクセルの顔検出機能付きカメラ」「1080pのHDビデオ撮影」「64GBモデルの追加」など、リファインという言葉が果たして適切なのか、というくらいのパワーアップを遂げています。また、従来のソフトバンクからだけではなく、auからも発売されることで話題となりました。

しかし、端末そのものは大幅にパワーアップしているものの、通信回線は従来の3G回線のインフラを利用することになります。

スマートフォン用サイトにPCサイトの画像を流用しているコンテンツはかなりありますが、PC用の画像はファイルサイズが大きい物も多く、いざページを見ようと思うと表示されるまでに結構時間がかかってしまうこともあります。将来的には携帯電話のデータ通信が従量課金制になってしまうかもしれない、という話もあって、携帯電話やスマートフォン向けのサイトには、専用の画像というものをきちんと用意してコンテンツ展開を図りたいという声もよく耳にします。

「でも、携帯用サイトの画像を別で作るとなると色々手間もかかるし、そもそもファイルサイズを小さくしたら画質が悪くなっちゃうでしょ?」

そこで役立つソフトウェアが、OPTPiX imesta 7 for Mobile & Socialです。

OPTPiX imesta 7 for Mobile & Socialには携帯電話の機種毎に最適な画像を出力するための「機器情報」が登録されています。この情報はインターネット経由でアップデートされ、携帯電話やスマートフォンに最適な画像を簡単操作で出力することができます。

また、自分で任意の画像サイズやファイルサイズを指定し、機器情報として登録することもできるので、「960×640ピクセル」で「200KB以内のJPEG」で出力、とか「320×200ピクセル」で「256色のGIF」というように画像のピクセルサイズやファイルサイズ、色数など細かな指定をしてその指定範囲に収まる画像を自動生成する、ということも可能です。

例えば下の2枚の画像。いずれもピクセルサイズは同じPNGファイルですが、左はオリジナル、右は「256KB以内に収める」という設定で色数を減らしたものです。
クリックするとそれぞれ別の窓で表示されますので、比較してみてください。

686×960 24bit(フルカラー) 835KB 686×960 237色 249KB

いかがでしょうか?ファイルサイズを約70%削減したにも関わらずほとんど変わらない品質の画像を実現しています。これがOPTPiX imestaシリーズが長年培ってきた減色技術です。

この機能を活用することで、高品質のまま、スマートフォン向けや携帯電話向けサイトの全体の容量を抑えることが可能になります。また、転送するデータが少ないということは、サイトそのものが軽い、ということでもあります。サクサク見られるサイトはユーザーのコンバージョンの向上にも繋がります。

OPTPiX imestaはすぐに使える1ヶ月フルトライアルをご用意しております。上記の減色はあくまで一例です。サクサク見られるスマートフォンサイトの構築に、OPTPiX imesta 7 for Mobile & Socialを是非ご活用ください。

OPTPiX imesta 7 for Mobile & Social 製品ページ
OPTPiX imesta 7 for Mobile & Social トライアルフォーム

カテゴリー: OPTPiX imesta | タグ: , , , , , , , | 2022/06/30 更新

モノクロ(白黒)電子書籍(eBook)の容量を小さくする方法

こんにちは。開発部の山崎です。

今回は、モノクロ(白黒)画像と電子書籍(特にPDF)の関係の話を書いてみたいと思います。
内容は少し濃いかも・・・でも、普通の人でも理解できるようにがんばって書いていきます。

さて、コミックス(マンガ)などを電子書籍にするとき、やはり少しでも
キレイに!そして少しでも軽く!(容量を小さく!)したいものです。

特にコミックスなどのモノクロが中心のコンテンツを電子書籍化する際に、
キレイで!軽い!電子書籍に仕上げるポイントについて書いていきます。

ポイントは3つあります。

  1. グレースケール化で小さく!軽く!
  2. 減色で小さく!軽く!
  3. 電子書籍(PDF)も小さく!軽く!

ポイント1:グレースケール化で小さく!軽く!

スキャン画像やDTP出力など、一般的な画像ファイルは、特に指定をしない限り
フルカラーフォーマットになっている場合が多く、特に、色の無い、
白黒とグレーしか使っていない画像なのにフルカラーで保存されているケースがあります
(スキャナによってはグレースケールに変換(モノクロ化)して出力する機能がついている
場合もあります)。

カラーを使っていないのにフルカラーの画像として保存すると、
必要以上に大きなサイズの画像ファイルになります。

フルカラーの情報を保存するにはモノクロの情報を保存するよりも3倍のデータ量を使います。
理論的にはフルカラーの画像をグレースケール化するだけで画像の容量が3分の1になるということです。
このことは、JPEG画像であっても(YUV→Y)、PNG画像であっても(RGB→Y)同じと言えます。
圧縮率を変えなくても、保存のオプションを変えるだけでファイルを小さくできるのです。

(一般的に、JPEGの圧縮オプションは90とか80とか圧縮しますが、
ここではJPEGもPNGも圧縮率は変えずに保存時のモードをフルカラーからグレースケールに
変えたときの変化を見てみます。圧縮に関しては、ポイント2で触れます)

たとえば、以下の画像はJPEGファイルですが、圧縮オプションは100でほぼ無圧縮で
グレースケールのオプションのみON/OFFしてみました。

ファイル フルカラー(KB) グレースケール(KB) 割合(%)
プリングルス
子供っぽい日常より)
254 248 96.9%
通販サイト
酔った!買った!少し後悔・・・より)
299 293 98.0%
凛子
ラブプラスな日々より)
314 309 98.4%

 

・・・失礼しました。
約98%と、思ったほど変化がありませんでした。
2~3%くらいの違いしかありませんね。

JPEG画像の圧縮アルゴリズムの場合、モノクロ画像はUVの値がすべて0になるので、
フルカラーであってもうまく圧縮されているということなのでしょう。

では、気を取り直してPNG画像ではどうでしょうか。

フルカラーのPNG画像では、RGB値を圧縮して保存します。
グレースケールでは、圧縮前のデータ量が1/3になりますから、
そのままファイルサイズに関係するはずです。

 

ファイル名 フルカラー(KB) グレースケール(KB) 割合(%)
プリングルス 353 155 43.9%
通販サイト 408 190 46.6%
凛子 428 194 45.3%

 

1/3にはなりませんでしたが、半分以下にはなっているようです。

(圧縮後のファイルサイズが1/3にならない理由は、PNGでは圧縮を行うからです。
フルカラーフォーマットにモノクロ画像を保存するという、無駄の多いフォーマットのほうが
圧縮率が上がるためです。
それでも、PNG圧縮で無駄を省くよりグレースケール化して無駄を省くほうが効果的だと言うことが
わかります)

グレースケール画像のファイルサイズ一覧

グレースケール画像のファイルサイズ一覧

ここで、着目してほしいポイントは、
モノクロ画像の場合は、特にPNG画像は、
フルカラー画像よりもグレースケールで保存したほうが小さく(軽く)保存されている

という点です。
覚えておいてください。

ポイント2:減色で小さく!軽く!優れた減色エンジンでより小さく!

「グレースケールな画像に減色?」「減色する意味があるの?」という話をときどき聞きますが、
意味はあります!

なぜなら、グレースケールな画像であっても、他の画像と同じように
使用している色の頻度は偏っているからです。

簡単に解説すると、一般的なグレースケールの画像は、
白色の付近と黒色の付近に色の利用頻度が集中していて、
中間色であるグレーの利用頻度は少ないのです。

たとえば、数学的に四捨五入するなどして、等間隔に近い色に割り振ってしまうと、
この色の利用頻度が無視されてしまうため、ガタガタした階段状の画像になり、
元画像からの乖離が激しくなってしまいます。

ここはやはり、色の利用頻度を意識した「減色機能」を使うべきです。
減色といえば「OPTPiX imestaシリーズ」の出番です。

グレースケールの画像であれば16色程度に減色しても、
元の品質と見た目には変わらないレベルを維持したまま、ファイルサイズを小さくできます。

上の解説で使用した画像を、Photoshopと、OPTPiX imesta でそれぞれ16色に減色した時の
画像ファイルのバイトサイズとPSNR値を書いておきます。

ファイル名 Photoshop (KB) OPTPiX imesta (KB)
プリングルス 88.5 80.9
通販サイト 101 94.4
凛子 105 99.9
ファイルサイズの比較

ファイルサイズの比較

 

ファイル名 Photoshop PSNR(db) OPTPiX imesta PSNR(db)
プリングルス 43.2 43.7
通販サイト 38.8 42.2
凛子 41.1 42.7
PSNR値の比較

PSNR値の比較

圧縮率(バイトサイズ)とPSNR値共に OPTPiX imesta のほうがよい結果が出ています。

ここでのポイントは、グレースケールであっても減色すればさらにファイルサイズが小さくなること。
そして、減色性能はツール(エンジン)によって異なる!ことを理解しておいてください。

ポイント3:電子書籍(PDF)も小さく!軽く!

あまり知られていない話なのですが、PDFファイルの中の画像形式は、
JPEGとZIPの2種類の形式が存在します。
特に意識しないと画像はすべてJPEGとして扱われるので、
PDFファイルの中にはJPEG画像しか入らないと思っている人もいるかもしれません。

ZIP形式の画像とは耳慣れない形式だと思いますが、PNG画像はZIP形式(zlib)で圧縮されていますので、
PNG画像がほぼそのまま入ると考えてもらってよいと思います。
(具体的なフォーマットは異なります)

PDFのZIP形式はPNGとほぼ同じ形式ですので、画像の圧縮率もPNGのときとほぼ同じになります。

また、減色した画像をそのままPDFに入れれば、その画像のサイズがほぼそのままPDFのサイズに
等しくなるため、PDF内の画像をキレイなままさらに小さくできるのです。

以下に、OPTPiX imesta 7 for Mobile & Social で同じサイズになるように画像を圧縮した2つのPDF、

1, JPEG画像を圧縮して作製したPDFと、

2, PNG画像を減色して作製したPDFを

比較してみます。

PDFの画質比較

PDFの画質比較

同じようなファイルサイズのPDFなのに、ノイズの量にあきらかに違いがあります。
(クリックすると拡大画像が見られます。)
以下のURLに入れておきますので、ぜひPDFファイルをダウンロードして表示して
比較してみてください。
グレースケールテスト画像JPEG版PDF(116KB)
グレースケールテスト画像PNG版PDF(111KB)

モノクロ電子書籍の容量を小さくする方法のまとめ

グレースケール(モノクロ)画像の容量を小さくする方法に関して、ポイントをまとめると

1 : グレースケール化で小さく!軽く!

JPEG画像、PNG画像共に、グレースケールに適した保存モードがある。
JPEGでは2~3%。PNGでは半分以下に小さくできる。

2 : 減色で小さく!軽く!

PNG画像は、グレースケール(モノクロ)画像であっても、
減色機能でさらに小さく圧縮できる。

画像の圧縮率や品質は、減色エンジンに依存する。

3 : 電子書籍(PDF)も小さく!軽く!

PDF内の画像もグレースケールに相当するインデックスカラーが扱える
ZIP形式が存在する。

ZIP形式はノイズが入らないので、画像によっては、
JPEG画像よりもキレイに小さく(軽く)作ることができる。

 

ちなみに、上のPDFをこの品質でこのサイズまでに小さくしたツールは「電子書籍・雑誌やコミックをキレイに!軽く!ハイブリッド画像作成ツール – OPTPiX imesta 7 for Mobile & Social」です。

ぜひ一度、使ってみてください。
よろしくお願いいたします。

 

カテゴリー: 画像減色 | タグ: , , , | 2020/06/16 更新

CEDEC2011、ご来場ありがとーございました!

腰と足とその存在が痛い。ソリューション営業部の浅井でございます。
9/6~9/8までゲーム業界関係者の聖地”パシフィコ横浜”にて開催されました素敵な祭典『CEDEC』の件。お陰様で無事に、しかも大盛況のうちに出展終了、いたしました。

今回のテーマは話題の次世代ゲーム機”PlayStation® Vita”、また新たなプラットフォームとして注目を浴びるスマートフォン。この2つに狙いを定めまして、弊社の画像最適化プロダクトの新製品『OPTPiX imesta 7 for PlayStation® Vita”、および2Dアニメーション作成ツール 『SpriteStudio』、更に今話題のゲーム開発ミドルウェア”Unity”上に『SpriteStudio』で作成したアニメーションデータを取り込んじゃうアセット『SpriteStudio for Unity(仮称)』を展示。

SpriteStudioの採用事例に興味津々なお客様

・・・したんですが、ご来場いただくお客様の注目をかっさらったのは『SpriteStudio for Unity(仮称)』!
同じく弊社製品の『コミPo!』のキャラクター、”コミポちゃん”をデモ用素材として動かしていたせいなのか、足を止めてくださるお客様が多数。曰く、

『このドット絵がここまでなめらかに動くの?』
『このアニメーションの構造は?』
『スマートフォン実機に出力した時のファイルサイズは? 重たくない?』

などなど・・・ご安心くださいッ! 何しろこれからチューニングしますッ!

みたいな。
あとシャツの襟を強烈に立てた外人さんがお越しになって弊社ブース前に座り込んで”SpriteStudio for Unity(仮称)”について熱く質問してくるのでアラヤダどちら様かしらー、とか思ったらなんと”Unity”のCEO! いやはや弊社ブースに語学が堪能な者がおらず、しどろもどろに対応することになり大変恐縮・・・でしたが、その襟同様にかなりハイテンションにお褒めいただきました。

ともあれ、これまで多くのユーザー様各社に頂戴しました”採用事例”、こちらを展示していたお陰で『SpriteStudio』が如何に汎用的なアニメーションデータを作れるツールなのか、そしてミドルウェアだけでなくいろいろな開発環境に対して親和性の高いツールであるコトを多くの方々に知ってもらえる良い機会になったのは確か。ちょうど今回のCEDEC2011会場では、『SpriteStudio』をダイーブお安く購入できる限定割引チラシを配布していたこともあって、皆様『ひとまず試したい』と思っていただけたのが何よりの幸い。
改めて弊社一同、気を引き締めて機能強化だとか改善、新製品開発に打ち込むことで、ゲーム業界が『より楽に』素晴らしいゲームを作ることに集中できるよう、がんばっていく所存でございます。

ということで弊社ブースだけでなく、CEDEC2011に起こし下さいました方々、本当にありがとうございました。

ところでニコニコ生放送にうっかり出演したりしていい感じに生き恥を晒したワケですが。

 

ニコ生に出演してみた

ニコ生に出演してみた。ついでに”OPTPiX imesta 7”で16色に減色してみた。

っていうかね、髪型についてのどーのこーのなコメントがね、なんか気になったっつー。

カテゴリー: イベント | タグ: , , , , , , , , , | 2020/06/16 更新