音声・静止画像・動画像の符号化、Emacs write-file、Bash補完、印刷

					2015年04月28日
情報科学類 コンピュータリテラシ

                                       筑波大学 システム情報系 情報工学域
                                       新城 靖
                                       <yas@cs.tsukuba.ac.jp>

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■連絡事項

• 下巻「第54章 画像処理」、「第49章 フォント」参照。
• 次回 5月1日金曜日 は、 実習室 3C205 に集合。

よく使われる文字集合とエンコーディング

■音声の符号化

音をコンピュータで扱うには、次のような手順になる。

1. 音を電気信号に変える（マイクロホン）
2. 電気信号をビット列(整数)に変える（Ａ／Ｄコンバータ(analog-to-digital converter)）
3. コンピュータで計算／通信／蓄積する
4. ビット列(整数)を電気信号に変える（Ｄ／Ａコンバータ(digital-to-analog converter)）
5. 電気信号を音に変える（スピーカ）

アナログ信号のディジタル化

ディジタルデータ: 0, 1, 2, 3, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -3, -2, 0, 2, 3, 2, 0

◆音声データの品質

標本化レート(サンプリング・レート)

電気信号を数に変える頻度。１秒辺り回数(Hz (ヘルツ))で表す。

量子化数(サンプリング・サイズ)

数に変える時に何ビットで表わすか。ビットで表す。

チャネル数(チャンネル数(channel))

ステレオなら２。（単位なし）

◆ＣＤ品質の音(Compact Disc)

• サンプリング・レート：44,100 Hz
• サンプリング・サイズ：16ビット
• チャネル数：2

◆CD 1枚(70分)に含まれているデータ量

44100 [回/秒] *16 [ビット] * 2 ==1,411,200 [ビット/秒]
1,411,200 [ビット/秒] * 60 [秒/分] *70 [分/枚] == 5,927,040,000 [ビット/枚]
5,927,040,000 [ビット/枚] / 8 [ビット/バイト] == 740,880,000 [バイト/枚]
〜740 M [バイト/枚]

◆電話品質

• サンプリング・レート：8000Hzくらい
• サンプリング・サイズ：8ビットくらい
• チャネル数：1

◆電話のデータ量

8000 [回/秒] * 8 [ビット] * 1 == 64000 (64k) [bit]

64k [bit/秒] * 60 [秒/分] * 60 [分/時間] == 230,400 k [ビット]== 230,400,000 [ビット]

◆データ圧縮、圧縮

分類

• 可逆圧縮。元の内容を完全に復元できる。普通に圧縮といった場合はこれ。
• 非可逆圧縮。元の情報を一部( 人間には分からない気がつかない所)を捨 てる。一度圧縮すると元にもどらない。 MP3等で使われている。

音声の符号化の方法（圧縮方法）

• PCM(Pulse Code Modulation)。 標本化、量子化をそのまま行ったもの（圧縮なし）。 単に数が並んでいるものは、生(raw)と呼ばれることがある。
• DPCM(Differential PCM)。差分を使って圧縮。
• ADPCM(Adaptive Differential PCM)。差分を特別なコードで表わす。
• 無音エンコーディング。無音部分を長さで置き換えて圧縮。
• Sun AU。対数を使う。（μ法則(μ-low)、Ａ法則）
• MP3。MPEG Audio Layer 3。 MPEGという動画像（音声含む）の形式の音声部 分だけを使ったもの。
• AAC (Advanced Audio Coding)。
• Vorbis
• AMR (Adaptive Multi-Rate)

◆音声データの形式とコンテナ形式

• 音声データの形式: １つのデータの符号化の方法や圧縮方法
• コンテナの形式: 複数のデータ(品質、左右、チャネル)を束ねる方法

コンテナと音声データ

よく使われる音声用のコンテナ形式としては、次のようなもがある。

• AIFF
• WAV (wave)
• Sun AU

◆再生リスト(プレイリスト、play list)

再生リストの例:

• m3u (MPEG 3 URL), u3m8 (u3m UTF-8)
• Advanced Stream Redirector (.asx)
• ram, rm, RealNetworks社RealAudio/RealMedia形式のデータを含むような u3m

◆High-resolution audio

• 標本化レートが高い。
• 量子化数が多い。

◆digitalは、音がいいか

ディジタルで記録された情報は、ディジタルの範囲では正確に再現できる。

音がよいかは、ディジタル以外の部分に大きく依存する。

• ミキシング
• Ａ／Ｄコンバータの性能
• Ｄ／Ａコンバータの性能

■静止画像の符号化

画像は、細かい細かい点(画素、ピクセル、pixel)の集合として扱える。

画像の品質は、次の２つの数で決まる。

• 画素の数
• １つの画素での色の数。色の深み(深度)。階調。

◆ビットマップ

◆色と階調

色と階調には、次のような種類がある。

• 白黒。２階調。Ｆａｘ。
• グレースケール。明るさだけ。
• カラー。

• 3ビット(Red, Gree, Blue で１ビット)。８色(2の3乗)。
• 8ビット。256色(2の8乗)。
• 16ビット。6万色(2の16乗)。
• 24ビット(8ビットx3)。1677万色(2の24乗)。

色の名前の付け方には、いろいろある。

• RGB, Red Green Blue。
• CMYK (シアン、マゼンダ、黄色、黒)。

◆画素数の感覚

• コンピュータのモニタの画素数は、1500x1500==200万画素くらい。 coins の iMac は、2560*1440==3,686,400画素。最新の iMac (2015年)は、5120*2880==14,745,600 (横 5000, 5K)
• 最近(2015年)のディジタル・カメラは、2000万画素を越えているものもある。
• プリンタの画素数は、A4で 3万x4万==12億くらい。
• 同じA4の紙でも、一般の印刷物の画素数は、コンピュータのプリンタよりもずっと多い。

◆解像度

横（水平方向）、縦（巣直方向）ごとに、単位「長さ」当りのピクセル数で図る ことが多い。よく使われる単位は、dpi (dot per inch)、または、ppi (pixel per inch)。

画面

72 dpi / 109 dpi (iMac 2014)/132 dpi (iPad/iPad2) / 264 dpi (iPad 2012) / 326 dpi (iPhone 5 Retina)

よく使われるコンピュータのプリンタ

300-6000 dpi

◆画像のデータ量の計算

コンピュータ１画面のデータ量の計算の例:

◆圧縮

画像は、大きいので、「圧縮」したい。つまり、同じ画像をより小さなデータ 量で表現したい。

• Run-length圧縮。連続する白や黒を、何個続くかで表す。Ｆａｘで使われている。
• 周辺を予想する。(横だけでなく縦方向もつかう。)
• 劣化式圧縮。JPEGで利用。

◆JPEGと劣化式圧縮

JPEG は、ITU (International Telecommunications Union, 旧 CCITT) と ISO の共同作業グループ(Joint Photographic Experts Group) により作成された規格である。正式には、JFIF (JPEG File Interchange Format) という。

JPEG は、劣化式圧縮の１つである。JPEG では、人間の目で見た時 にあまり気が付かない部分のデータを取り除く。その結果、写真の 見た目の質を落とすことなく、高い圧縮率を実現している。JPEG で圧縮時に捨てられたデータは、展開時に回復させることはできな い。

このような性質から、JPEG は、写真のようなイメージを圧縮する ために向いている。逆に、図形やイラストなどの保存には、適さな い。このようなものは、劣化式ではない圧縮アルゴリズムを使って いる PNG 形式の方が適している。

JPEG では、写真を保存する時に、品質を指定することができる。 高い品質を指定すれば、劣化が少なくなるが、データ量は多くなる。 低い品質を指定すれば、逆になる。

◆画像の形式

画像の表現形式にも、何種類もある。自分が使えるコンピュータで全ての種類 の画像が扱えるわけではない。操作する時には、自分が扱えるかどうかを調べ る必要がある。場合によっては、形式の「変換」をする必要がある。

よく使えれている画像の形式には、次のようなものがある。

• ビットマップ。１つの点が白か黒。圧縮なし。
• ピクセルマップ。１つの点が色つき。圧縮なし。
• CompuServe GIF。256色。
• Microsoft BMP (名前は bitmap だがピクセルマップの一種)
• PBM (Portable Bit Map), PGM(Portable Graymap), PPM (Portable Pixelmap),
• PNG (Portable Network Graphics)
• JPEG
• PDF, PostScript, Apple PICT。正確には、ベクトル形式。
• X bitmap, X dump image, X PixMap

◆画像の形式形式の変換

• MacOSX プレビュー.app (Preview.app)
• ImageMagic convert (Unix)
• Gimp
• その他

図? MacOSX 「プレビュー.app (Preview.app)」で保存可能な対応している画像の形式。(クリックで拡大)

◆ベクトル形式の画像

ベクトル、ベクタ、vector

画像をピクセルマップ（ビットマップ）ではなく、輪郭データ（アウトライン） で表す。 拡大しても、ギザギザににならない。表示の大きさによらずデータ量が一定になる。

ベクトル形式の図形（グラフィックス）場合、image とは呼ばないこともある。

◆PostScript

EPS (Encapsulated PostScript) 形式は、PostScript に描画領域などの 情報を付加したもの。

スクリプト言語、プログラミング言語については、後述。

PostScript 形式のファイルは、テキストなので、テキスト・エディタで表示で きる。人間が手で書くこともできる。

◆PDF (Portable Document Format)

内部にイメージを JPEG 等の形式で圧縮して保持したり、グラフィックスを図 形の形で持つこともできる。 PDF は、PostScript を元に設計されている。 フォントを埋め込む機能を引き継いでいる。 複雑な制御構造は取り払われている。

画面に表示するには、Adobe Reader (Adobe Acrobat Reader)、MacOSX Preview.app, xpdf, GhostScript 等のプログラムを用いる。

◆Scalable Vector Graphics

現在、World Wide Web で広く用いられている画像の形式としては、GIF, JPEG, PNG などがあるが、いずれもビットマップ、または、それを圧縮した形 式である。この場合、拡大すると画像が荒くなるという問題がある。これに対 して、SVG は、ベクトル形式、すなわち、画像の輪郭線を表現したものである。 よって、画像を拡大しても荒くなることがない。また、画像の大きさとデータ 量は無関係であり、大きな画像であってもデータ量が増えない。

以下は、SVG で直線、長方形、円を記述した例である。

<svg>
<line x1="10" y1="100" x2="100" y2="100" style="stroke:blue" />
<rect x="20" y="200" width="100" height="50" style="fill:red; stroke:red;" />
<circle cx="300" cy="300" r="50" style="fill:yellow; stroke:yellow;" />
</svg>

SVG は、地図を表示するために適している。携帯電話や PDA に対 して地図を配信するサービスで SVG がよく使われる。

XML については、後述。

◆フォント

ビットマップ・フォントとベクトル・フォントがある。

ベクトル・フォントだと拡大しても（解像度が高いプリンタや画面で表示しても） 文字がギザギザにならない。

文字の大きさに合わせて別のデータを使うことがある。 携帯電話などの小さい画面には、特別にデザインされたビットマップ・ フォントが見やすい。

◆アンチエイリアス(滑らかな文字)

◆文字の符号化の意義(再掲)

• 記憶に要する場所の節約になる（画像で表す方法と比較して）。
• 表示の書体（フォント）、字の大きさを自由に変えることができる。
• 誰が作っても同じ文字は同じ文字として比較することができる。

逆に文字を符号化してしまうと、個人の性質を出したい時には、問題がある。 たとえば、署名やラブレター。

文字を画像として送ることもできるが、特別に符号化することが一般的である。

■動画像の符号化

• 画素数。
• 階調。
• １秒当たりの画像の数（フレーム数, frame per second, fps）。

◆アナログテレビの品質

• 画素数: 235ドット×240ドット
• 階調: 16ビットくらい
• １秒当たりのフレーム数: 30

◆日本の地上ディジタルテレビの品質

• 画素数: 1440x1080
• 階調: 24ビット
• １秒当たりのフレーム数: 30

１秒あたりのデータ量: 1440*1080*24*30/2 == 559,872,000 ビット。

DVD (片面２単層)には、約4.7Gバイト(37.6Gビット)の データを保存することができる。圧縮しないで動画像だけを保存した場合、

37.6 [G bit] / 497,664,000 [bit/s] == 約 67 [s]。

とにかく圧縮したい。

◆動画像データの形式とコンテナ形式

• 動画像データの形式: １つのデータの符号化の方法や圧縮方法。 コーデック(codec)と呼ばれることもある。
• コンテナの形式: 複数のデータ(動画像、音声、字幕など)を束ねる方法

コンテナと動画像データ

動画像データ形式の例:

• MPEG-1
• MPEG-2
• MPEG-4
• DivX
• VP8

コンテナ形式の例:

• AVI
• Ogg
• Apple QuickTime File Format (QTFF), .mov, .qt
• Microsoft Advanced Systems Format (ASF)
• ISO MPEG-4 Part 14 (MP4)
• WebM, Matroska

◆動画像の再生リスト

◆動画圧縮の考え方

• 差分をつかう。前の画像との差分だけを記録する。
• 劣化圧縮。人間の目では気が付かない部分のデータを復元できない形で 落している。

◆DVDの品質

CD (圧縮されていない)と同じように、Ａ／Ｄ変換、Ｄ／Ａ変換の問題がある。

さらに、MPEG-2 で圧縮する時に、品質を調整できる。 品質を落とせば、長時間録音・録画できる。

平均的な DVD で想定されているデータ量

画像

3.5 M [ビット/秒] (１秒間に 3,500,000,000ビット)

音声

384 K [ビット/秒] (１秒間に 384,000ビット) × 3 言語

字幕

10 K [ビット/秒] (１秒間に 10,000ビット) × 4 言語

音質は、PCM (Linear PCM) なら、CD よりもよくできる。サンプリング・レー トやサンプリング・サイズが高くすることで。

Dolby Digital, MPEG Audio (MP3), DTS (Digian Theater Systems) では、CD よりも悪いこともある。ただし、サラウンド（チャネル数が２以上）は、 CD には規格がなく、DVD を選択するしかない。

◆MPEG Moving Picture Experts Group

MPEG-1

ビデオテープ程度の画質で、352ドットx240ドットの画像を毎秒30フレー ムで演奏することができる。Video CD 等で使われている。

MPEG-2

ハイビジョン程度の画質のもので、720ドット×480ドット、または、1280× 720ドットで、毎秒60フレームの演奏が可能である。MPEG-2 は、DVD に使われ ており、２時間のビデオを数Ｇバイトに圧縮することができる。

MPEG-4

インターネットでの配信にも利用することを目的に開発。 低いビットレートでも使える。

◆MPEGコンテナフォーマット

• ES (Elementary Streams). ビデオ、オーディオ、字幕など単体。
• PS (Program Stream). ES を 1 つにまとめたもの。VOB ファイルの形式。
• TS (Transport Stream). PS をネットワークで転送するのに適したもの。

■Emacs

◆ファイルの編集の基本

• C-x C-f find-file
• 既存のファイル名、または新しいファイル名の入力
• 編集
• C-x C-s save-buffer
• C-x C-c save-buffers-kill-emacs (終了)

◆別のファイルへ保存

• C-x C-f find-file
• 既存のファイル名の入力
• (編集)
• C-x C-w write-file
• 新しいファイル名の入力
• 編集
• C-x C-s save-buffer
• C-x C-c save-buffers-kill-emacs (終了)

類似のことは、cp コマンド等で元のファイルを別のファイルにコピーしてから、 別のファイルを Emacs で修正してもできる。

◆Emacs補完機能

Emacs でファイル名を打つ時には、 Emacs補完機能 が有用である。 bash にも Emacs をまねて補完機能がある。

■bashとEmacs

◆bashのコマンド行の編集機能

• C-f、C-b、C-a、C-e、 M-f、M-b: カーソル移動。
• C-p: 前に打ち込んだコマンド(ヒストリ)を１つ前に戻る。
• C-n: C-pの逆 (next)。
• C-SPC/C-@, C-x C-x、 C-w, C-y, C-k、C-d、M-d : カット＆ペースト、削除。
• C-g: 中止
• その他

◆bashのファイル名補完機能

Emacs には、 タブ・キーによる補完機能がある。 ★練習問題 emacs、タブキーによる補完機能 The Unix Super Text 12.5.1 補完 参照 手引き 3.3.2　ファイル操作 参照。

類似の機能が bash にもある。ファイル名を打つ時、 cd コマンドを打つ時に便利である。

 $ cd ~/L

 $ cd ~/Library/

◆bashのファイル名置き換え機能

$ echo *txt 
$ echo *~ 
$ echo lit* 
$ echo D*p 

■印刷

◆プリンタ

両面印刷(duplex)を行うこともできる。１枚に複数ページ(n-up)を印刷するこ とができる。

１ヶ月に２００枚まで印刷できる。

• 両面印刷をしても、１枚と数える(両面印刷の推奨)。
• カラープリンタの場合には、１枚印刷しても２枚と数える （カラーだけ使うと一ヶ月に１００枚相当。モノクロ印刷の推奨）。
• n-up でまとめた場合、まとめた「後」のページ数でカウントされる (n-upの推奨)。
• プリンタの名前が少し違うことがある。abelia-pr1 と abelia_pr1 のように、マイナス「-」と下線「_」の表記が違うことが ある。

◆PostScriptプリンタ

◆MacOSX と PDF

◆キュー

• キュー(queue)とは、先に来た要求を先に処理するために使う仕組みである。 キューは、FIFO (First-In First Out) とも呼ばれる。
• 印刷でも、先に要求した人のものから順に処理するために、キューを使う。
• 個々の印刷の要求を印刷ジョブという。
• プリンタとキューは、1対1に対応していることも多いが、 そうではないこともある。

プリンタのキューを操作するコマンドと環境変数

• lpr, lp コマンド: 印刷したいデータをキューに入れる
• lpq, lpstat キュー名: キューに溜まっている印刷要求を表示する
• lprm, cancel: キューに溜まっているジョブを削除して印刷を中止する。
• 環境変数 PRINTER 、または、LPDEST: キューの名前。

◆PaperCut

図? PaperCutのウィンドウ(iMac MacOSX)

◆PaperCut Webページ

• https://violet-nwm.coins.tsukuba.ac.jp:9192/user

■実習

★練習問題(601) Emacsの復習

方法1: 引数にファイル名を与える方法。

• 「emacs filename.txt」で実行する。 存在しないファイルを選べば、新規作成として扱われる。
• 編集作業を行う。ファイルの内容を打ち込む。カーソル移動。
• C-x C-sで保存
• C-x C-cで終了

• 「emacs 」を引数なしで実行
• C-x C-fで、編集したいファイルを選ぶ。 存在しないファイルを選べば、新規作成として扱われる。
• 編集作業を行う。ファイルの内容を打ち込む。カーソル移動。
• C-x C-sで保存
• C-x C-cで終了

★練習問題(602) Emacs emacs、タブキーによる補完機能

★練習問題(603) Emacs C-x C-w

• 「emacs 」を引数なしで実行
• C-x C-fで、元のファイルを選ぶ。
• C-x C-wで、別の(新しい)ファイルを選ぶ。 存在しないファイルを選べば、新規作成として扱われる。
• 編集作業を行う。ファイルの内容を打ち込む。カーソル移動。
• C-x C-sで保存
• C-x C-cで終了

• /usr/bin/emacs

 $ ls /

 $ ls /

 $ ls /

 $ ls /
 .DS_Store                            bin/
 .DocumentRevisions-V100/             cores/
 .Spotlight-V100/                     dev/
 .TemporaryItems/                     etc/
 .Trashes/                            home/
 .com.apple.timemachine.donotpresent  mach_kernel
 .fseventsd/                          net/
 .hotfiles.btree                      opt/
 .vol/                                private/
 Applications/                        sbin/
 Library/                             tmp/
 Network/                             traces.log
 System/                              usr/
 Users/                               var/
 Volumes/                             
 $ ls /

 $ ls /u

 $ ls /usr/

 $ ls /usr/

 $ ls /usr/
 X11/        bin/        lib/        local/      sbin/       standalone/ 
 X11R6/      include/    libexec/    local3/     share/      
 $ ls /usr/

 $ ls /usr/b

 $ ls /usr/bin/

 $ ls /usr/bin/
 Display all 1040 possibilities? (y or n)

 Display all 1093 possibilities? (y or n)n

 $ ls /usr/bin/em

 $ ls /usr/bin/emacs

• firefox
• thunderbird
• coins-tebiki

★練習問題(606) bashキー操作

• C-f、C-b、C-a、C-e、 M-f、M-b: カーソル移動。
• C-p: 前に打ち込んだコマンド(ヒストリ)を１つ前に戻る。
• C-n: C-pの逆 (next)。
• C-SPC/C-@, C-x C-x、 C-w, C-y, C-k、C-d、M-d : カット＆ペースト、削除。
• C-g: 中止

• C-p を何回か打ち、以前に打ち込んだコマンドをみる。
• カーソル移動とコマンドを削除で修正する。
• 最後に return キーを打ち、実行する。

• Photo Booth.app を実行する。

  $ open "/Applications/Photo Booth.app" 
  

  または、Finder の「移動」メニューから「アプリケーション」を選択し、 その中の 「Photo Booth.app」をダブルクリックする。
• フルスクリーン表示から通常表示に切り替えるには、マウスカーソルを画 面の一番上に移動させ、メニューバーを表示し、 右上のボタン（ ）を押す。
• 赤色のカメラのボタン() を表示する。 黒色のカメラのボタン() が表示されていれば、クリックして赤い状態にする。
• 写真を撮影するには、赤色のカメラのアイコンをクリックする。 この場合、カウントダウンの後に写真が撮影される。 あるいは、「ファイル」メニューから「写真を撮る」を選ぶ。
• 撮影された写真の画像ファイルは、 「~/Pictures/Photo Booth\ ライブラリ/Pictures/」 の下に現れる。

  $ ls -l ~/Pictures/Photo*/Pictures 
  

• 画像ファイルをホームディレクト等の別のディレクトリにコピーするには、 まず、Photo Booth.app でコピーしたい写真をクリックして選択し、 「ファイル」メニューから 「書き出す」を選んで、コピー先のファイルを指定する。 cp コマンドでコピーする方法もある。

  $ ls -l ~/Pictures/Photo*/Pictures 
  $ ls -l ~/Pictures/Photo*/Pictures/*2015-04-28*16:55* 
  (1一つだけ表示されることを確認する)
  $ cp ~/Pictures/Photo*/Pictures/*2015-04-28*16:55* ~/mypicture1.jpg 
  

• 詳しくは、Photo Booth の「ヘルプ」を参照しなさい。Photo Booth を実 行し、一番上のメニューバーの「ヘルプ」から、「Photo Booth ヘルプ」を選 ぶ。

★練習問題(608) プレビュー.app(Preview.app)による静止画像の表示

• アプリケーション(/Applications) にある「プレビュー. app(Preview.app)」を実行する。

  $ open /Applications/Preview.app 
  

  または、Finder の「移動」メニューから「アプリケーション」を選択し、その 中の「プレビュー」をダブルクリックする。
• 「ファイル」メニューから「開く」を選ぶ。 ファイルをブラウズして探し、クリックして選択して、最後に 「開く」ボタンを押す。

★練習問題(609) プレビュー.app(Preview.app)による形式や画素数等の表示

• プレビュー.app(Preview.app)で、画像を表示する。
• 一番上のメニューバーにある「ツール」メニューから「インスペクタを表示」を えらぶ。
• 「一般情報」（一番左、ファイルのアイコン） のタブを選ぶと、ファイル名、タイプ、 ファイルのサイズ、 画像サイズ(幅x高さ）が表示される。
  (クリックで拡大)
• 「詳細情報」（左から２番目、ｉのアイコン）画像サイズ(幅、高さ）や ビット深度が表示される。 ビット震度が 8 の時、各色8の意味する。モデルが RGB なら、8x3 で、1ピク セル辺り 24ビットを意味する。

★練習問題(610) プレビュー.app (Preview.app)による画像形式の変換

• 「プレビュー.app (Preview.app)」で 変換したい画像を開く。
• 「ファイル」メニューから「書き出す」を選ぶ。
• 「書き出し名」としてファイル名を打ち込む。
• 「場所」としてディレトクリを選ぶ。 「書き出し名」の右側の「▲」か「▼」を選ぶと、ディレクトリの 選び方が変わる。
• 「フォーマット:」の右の表示をクリックすると、 JPEG, JPEG-2000, OpenEXR, PDF, PNG, TIFF から選ぶことができる。 これ以外のフォーマットで保存したい時には、 「オプションキー(option)」を押しながら、フォーマットの 右側をクリックする。
• 「タグ:」は空で良い。
• 最後に「保存」ボタンを押す。

★練習問題(611) プレビュー.app (Preview.app)によるピクセル数の変更

• 「ツール」メニューから「サイズを調整」を選ぶ。

★練習問題(612) プレビュー.app (Preview.app)によるクリッピング

• カーソルが「+」になっている時に、 切り取りたい部分を長方形の対角線をドラックする。 点線が表示されたら、丸い部分をドラッグする。
• 「ツール」メニューから「切り取り」を選ぶ。

• カーソルが「+」になっている時に、 切り取りたい部分を長方形の対角線をドラックする。 点線が表示されたら、丸い部分をドラッグする。
• 「編集」メニューから「コピー」を選ぶ。
• 「ファイル」メニューから「クリップボードから新規作成」を選ぶ。
• 「ファイル」メニューから「保存」を選ぶ。
  • 「場所：」として、保存するディレクトリを選択する。ホーム・ディレクトリ、 デスクトップ、書類、または、その他の独自のディレクトリを 指定する。
  • 「名前：」として、mypicture-2015-04 など適切なものを選ぶ。
  • 「フォーマット」メニューから、JPEG, BMP, PNG, PDF などを選択する。 ファイル名の拡張子が自動的に変化する。
  • 「タグ:」は空で良い。
  • 最後に「保存」ボタンを押す。

★練習問題(615) ImageMagic convert コマンドによる静止画像の形式の変換

$ ls -l file1.jpg file1.png 
ls: file1.png: No such file or directory
-rw-r--r--  1 yas  prof  37780  4 26 11:48 file1.jpg
$ convert file1.jpg  file1.png  
$ ls -l file1.jpg file1.png 
-rw-r--r--  1 yas  prof   37780  4 26 11:48 file1.jpg
-rw-r--r--  1 yas  prof  132672  4 26 18:51 file1.png
$ 

類似の操作を cp コマンド(ファイルのコピー)や mv コマンド(ファイル名の変 更) でも行ってみなさい。この時には、ls -l によるファイルの大きさが変化しないこと、また、 ファイルの形式や画素数が変化しないことを確認しなさい。

★練習問題(616) ToyViewer.appによる画像と変換

$ open /Applications/ToyViewer.app 

★練習問題(617) Gimp

$ open /Applications/coins/GIMP.app 

★練習問題(618) システム環境設定／ディスプレイ

「解像度:」で「ディスプレイに最適」になっていた場合、 「変更」を選ぶ。

画素数や色数を変更するとどうなるか調べなさい。 観察が終わったら元の状態に戻しなさい。

★練習問題(619) Grab.app

• /Applications/Utilities/Grab.app

• 選択部分
• ウインドウ
• スクリーン (画面全体)
• タイマー(画面全体だが、10秒後)

• import, display, mogrify (ImageMagic)
• sips (scriptable image processing system, MacOSX用)
• xwd, xwud, xpr
• netpbm コマンド群(単一のコマンドではない)
• xv
• xpaint, xart

★練習問題(621) PNGとSVGの比較

• PNG形式
• SVG形式

1. Firefox で画像でコンテキストメニューを表示(右クリック)
2. 「画像だけを表示」を選択する。
3. 一番上のメニューバーにある「表示」を選び、 「ズーム」→「拡大」を選ぶ。 あるいは、「 + "+" キー」を押す。
4. 「3.」の拡大の操作を何度か繰り返す。
5. 観察したら、最後に元にもどす。それには、 一番上のメニューバーにある「表示」→「ズーム」→「リセット」を選ぶ。 あるいは、「 + "0" キー」を押す。

★練習問題(622) スピーカの音量の調整

• 「サウンド」を開く
• 「出力」タブを開く
• 「名前」で出力するスピーカを確認する。
• 「主音量：」の右にあるスライダーを調整する。

Apple のキーボードならば、ファンション・キー(数字の1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 キーよりもさらに上)で調整できることがある。

端末から次コマンドで変更することもできる。

$ osascript -e "set Volume 10" 
(最大)
$ osascript -e "set Volume 0" 
(最小、消音)

★練習問題(623) ビデオプレーヤと属性

coins の MacOSX で動画像を表示するアプリケーションとしては、次のようなものがある。

• "/Applications/QuickTime Player.app"
• /Applications/VLC.app
• "/Applications/Flip Player.app"

• http://www.tsukuba.ac.jp/about/videoclip.html,筑波大学等紹介ビデオ,筑波大学学群紹介ビデオ
• http://ocw.tsukuba.ac.jp/,筑波大学オープンコースウェア (Open Courseware)

★練習問題(624) sayコマンドで音声合成

$ say "hello,world"       一行分ならそのまま引数に渡す 
$ 

$ say 
hello,
world
             複数行なら、引数なしで実行し最後に Control-D
$ 

$ emacs file 
$ say < file 
$ 

$ say "hello,world" -o hello.aiff 
$ 

★練習問題(625) saykanaコマンドで音声合成

$ emacs で平仮名の含むファイルを作る。 
$ saykana < filename.txt 
$ saykana < filename.txt  -o file.aiff 

$ emacs で平仮名の含むファイルを作る。 
$ nkf -w filename.txt | saykana  
$ nkf -w filename.txt | saykana -o file.aiff 

★練習問題(626) Audacity.appによるエンコーディング形式の変換

★練習問題(627) Switch.appによるエンコーディング形式の変換

• 出力ディレクトリ(Output Folder) を、ホームディレクトリにしたい 時には、"/Music" を消す。
• Encoding Formatとして何があるかを調べる。
• Encoding Options として何があるかを調べる。 Encoding Formatによってかわる。

★練習問題(628) QuickTime Player.appでの録音

• アプリケーション(/Applications) にある「 QuickTime Player.app」を実行する。

  $ open "/Applications/QuickTime Player.app" 
             注意: 空白を含んでいるので、" " でくくる必要がある。
  

  ( A で「アプリケーション(/Applications」) ディレクトリを開き、QuickTime Player.app をダブルクリックする。
• 「ファイル」メニューの「新規オーディオ収録」を選ぶ。
• 赤い丸いボタンを押して、録音を開始する。
• 黒い四角いボタンを押して、録音を終了す。
• 黒い右向き三角ボタンを押すと再生できる。
• 「ファイル」メニューで「保存」を選ぶ。
  • 「場所：」として、保存するディレクトリを選択する。ホーム・ディレクトリ、 デスクトップ、書類、または、その他の独自のディレクトリを 指定する。
  • 「名前：」として、my-voice-2015-04 など適切なものを選ぶ。
  • 「保存」ボタンを押す。
• 保存したら、一度、「ファイル」メニューから「閉じる」を選び、 ファイルを閉じる（ウインドウを閉じる）。
• 「ファイル」メニューから「開く」を選び、 先ほど保存したファイルを選択して開く（ウインドウを開く）。
• 「ウインドウ」メニューから、「ムービーインスペクターを表示」を選ぶ。

★練習問題(629) QuickTime Player.appでの録画

方法は、音声データの録音方法とよく似ている。プログラムを実行した後に、 「ファイル」メニューから「新規オーディオ録音」ではなく「新規ムービー録 画」を選ぶ。

★練習問題(630) Photo Booth.appでの録画

静止画像と同様な操作で、フィルムのボタンを押す。 詳しくは、ヘルプを見なさい。

★練習問題(631) VLC media player

$ open /Applications/VLC.app 

付属のドキュメントを読みなさい。

$ open /Applications/VLC.app/Contents/Resources/README.MacOSX.rtf 

VLC media player は、保持しているデータを他のコンピュータで実行している VLC media player に配信する機能がある。このことを確認しなさい。

★練習問題(632) sox、rec、play、soxi

rec は、マイクから録音するコマンドである。

play は、ファイルに含まれている音声データを演奏するコマンドである。

soxi コマンドは、音声データが含まれているファイルの中のチャネル数やサン プリングレートを表示するコマンドである。

これらのコマンドを利用してみなさい。 詳しくは、man を見なさい。

★練習問題(633) ffmpeg

★練習問題(634) Font Book.app

★練習問題(635) MacOSX PDFファイルの作成

• Firefox 等で印刷のための画面を表示する。
• 「プリント」ボタンではなく、「PDF」ボタンを押し、メニューを表示する。
• そのメニューから「PDFとして保存...」を選ぶ。
• 「名前：」には、ファイルの名前（ディレクトリ部分を除く）を入れる。 拡張子は、「.pdf」にする。
• 「場所：」では、ディレクトリを選ぶ。 クリックしてメニューを表示し、 「デスクトップ」や 「ホーム・ディレクトリ（家の形のアイコン）」を選ぶとよい。 「名前：」の枠の右側にある「▼」をクリックすると、 「デスクトップ」や 「ホーム・ディレクトリ」以外のディレクトリを選択して保存することができる。
• 必要なら、「タイトル」、「作成者」、「件名」、「キーワード」を調整する。
• 最後に「保存」ボタンを押す。

★練習問題(636) MacOSX PDFファイルの表示

• /Applications/Preview.app (「プレビュー.app」)
• "/Applications/Adobe Reader.app"

★練習問題(637) MacOSX PostScriptファイルの作成

★練習問題(638) a2psコマンド

$ a2ps --help 
$ a2ps -o file.ps file.txt 

注意: a2ps コマンドは、日本語を扱うことはできない。日本語は、a2ps-j を 使いなさい。PostScript ファイルを作る時には、必ず -o オプションを使うこ と。-o オプションを付けないと、そのままプリンタに送られてしまう。

★練習問題(639) a2ps-jコマンド

$ a2ps-j -help 
$ a2ps-j file.txt > file.ps 

★練習問題(640) convertコマンド

★練習問題(641) pstops、psselect、psmergeコマンド

★練習問題(642) MacOSX PostScriptファイルの表示(プレビュー)

• gv コマンド
• プレビユー.app (/Applications/Preview.app)
• gs コマンド(終了は、^D(Control + D))

★練習問題(643) PostScriptファイルの印刷

★練習問題(644) システム環境設定によるプリンタの設定

「プリンタとファックス」を選びなさい。どのようなプリンタが表示されるか 調べなさい。「デフォルト」というマークがついているプリンタは何か調べな さい。その結果と lpq, lpstat -d の結果と比較しなさい。

★練習問題(645) identifyコマンド

$ identify mypicture.jpg 
mypicture.jpg JPEG 1080x720 1080x720+0+0 8-bit sRGB 169KB 0.000u 0:00.000
$ ls -l mypicture.jpg 
-rw-r--r--@ 1 yas  prof  169125  5  9  2014 mypicture.jpg
$ 

■課題6 音声・静止画像・動画像の符号化、Emacs write-file、Bash補完、印刷

(1) 静止画像について次の操作を行いなさい。 次のいずれかの方法で、静止画像を含むファイルを作成しなさい。

• iMac のカメラから読み込む。
• この Web ページに埋め込まれている画像を保存する。
• ディジタル・カメラ、携帯電話などから静止画像を iMac にコピーする。
  • USBフラッシュメモリを使う
  • 電子メールの添付ファイルとして送る
• その他

(2) (1) で作成した画像について、次のことを調べなさい。

• 画像の形式
• 全体の大きさ(ファイルの大きさ 、バイト数、ls -l の結果)
• ファイルに保存する時によく使われる拡張子
• 画素数（横、縦のピクセル数）。
• １ピクセル当たりの色数、または、深さ(ビット数、深度)。

$ cp mypicture.jpeg  mypicture.png

(4) (1) で作成した画像の形式を以下で示されたいずれかの形式（元の形式を 除く）に変換しなさい。レポートには、変換方法を記述しなさい。

• JPEG
• Microsoft BMP
• PNG
• PDF

(5) (1) で作成した画像について、ファイルのサイズが1/2 から 1/3 の画像ファ イルを作成しなさい。レポートには、作成した方法、および、ls -l によるファ イルの大きさ（元のファイルとサイズが半分のファイルの両方）を含めなさい。

この課題では、ファイルの大きさを約半分にすることを目標とする。画像を画 面に表示した時に面積が半分になってる必要はない。面積は同じでも大きくなっ ていてもよい。画質を変えたり、クリッピングを行って良い。

(6) 1 時間の音声を符号化してファイルに保存することを考える。標本化レー トは、40 kHz、量子化数は、10ビット、チャネル数は、1とした場合、ファイル の大きさはバイトになるか。 MB 単位で答えなさい。計算過程も含めて答えな さい。なお、圧縮を行わないものとする。

(7) 32MB の USB メモリに、文字データを保存することを考える。漢字１文字 を 16ビット（2バイト）で符号化した時、漢字を何文字保存することができる か。計算過程も含めて答えなさい。なお、圧縮を行わないものとする。

(8) 32MB の USB メモリに、漢字１文字を 16ドット×16ドットの画像として表 現した時、漢字を何文字保存することができるか。計算過程も含めて答えなさ い。なお、圧縮を行わないものとする。

(9) The Unix Super Text の次の部分を読みなさい。

• 第11.1-11.2節、第40.1-40.3節

• sh(bash)で標準出力をファイルに切り替える方法
• sh(bash)で標準出力をパイプに切り替える方法
• sh(bash)で「2>file」の意味

(10) The Unix Super Text の次の部分を読みなさい。

• 上巻「第10章 プロセス」

• プロセスを区別するための番号
• ps コマンドの表示で、プロセスの状態(STAT)として、実行可能なことを 表す記号。
• ps l (BSD系)
• cat コマンドなど端末から実行するプロセスを強制終了するために使う キー。
• kill コマンド

(11) [加点] 音声について次の操作を全て行いなさい。

次のいずれかの方法で音声データを作成し、ホーム・ディレクトリ、または、 その子供のディレクトリにファイルに保存(書き出し)しなさい。その方法をレ ポートに記述しなさい。

• rec コマンド
• QuickTime Player.app
• say, saykana
• その他

次に、作成した音声ファイルを変換し、ファイルのサイズが 1/2 から 1/3 で 同一の内容を含む音声ファイルを作成しなさい。変換後の形式、音声データの 標本化レート、量子化数、チャネル数を調べなさい。

(12) [加点] 動画像について次の操作を全て行いなさい。

次のいずれかの方法で動画像データを作成し、ホーム・ディレクトリ、または、 その子供のディレクトリにファイルに保存(書き出し)しなさい。その方法をレ ポートに記述しなさい。

• QuickTime Player.app
• Photo Booth.app
• その他

次に、作成した動画像ファイルを変換し、ファイルのサイズが 1/2 から 1/3 で同一の内容を含む動画像ファイルを作成しなさい。 変換後のファイルについても、 拡張子、ファイルの大きさ、データレート、動画像部分の形式、音声部分の形 式、音声データの標本化レート、音声データの量子化数、音声データのチャネ ル数を調べて報告しなさい。