[Python][OpenCV]グレースケール画像を単色濃淡画像に変換する

はじめに

目標：Pythonを用いて，グレースケール（またはカラー画像をグレースケール化したもの）を単色の濃淡で表したい．例えばこういう感じ (https://www.qam-web.com/?p=13378)

検索してもサンプルコードに行き当たらなかったので，実装した．

方法

画像をHSV色調で考えて，彩度に画素値を入れることで擬似的に表現した．
色相参考：https://www.peko-step.com/html/hsv.html

実行環境

Python 3.8.8
anaconda 4.10.1
opencv 4.0.1

OpenCV導入: https://qiita.com/SatoshiGachiFujimoto/items/94da93f88578b87f6a89
(上記のanacondaではデフォルトでインストール済みだった）

元画像

Lena (https://en.wikipedia.org/wiki/File:Lenna_(test_image).png) を使用．
コードと同じディレクトリに入れておく．

コード

import numpy as np
import cv2

def main():
    img = cv2.imread('Lenna_(test_image).png', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
    img_color = gray2SingleColor(img, 0) # 第2因数をHSV色調のHで指定，0は赤
    cv2.imshow("image", img_color)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    return

def gray2SingleColor(img, h_hsv): # 黒の部分を指定色に置き換え
    height, width = img.shape[:2]
    hsv = np.zeros((height, width, 3))
    hsv[:, :, 0] = h_hsv/2  # 0-179 for opencv
    hsv[:, :, 1] = (255-img)
    hsv[:, :, 2] = 255
    im = cv2.cvtColor(np.array(hsv, np.uint8), cv2.COLOR_HSV2BGR)
    return im

def gray2SingleColor_rev(img, h_hsv): # 画像強度が大きいところを指定色の濃さに置き換え
    height, width = img.shape[:2]
    hsv = np.zeros((height, width, 3))
    hsv[:, :, 0] = h_hsv/2  # 0-179 for opencv
    hsv[:, :, 1] = img
    hsv[:, :, 2] = 255
    im = cv2.cvtColor(np.array(hsv, np.uint8), cv2.COLOR_HSV2BGR)
    return im

if __name__ == '__main__':
    main()

結果

グレースケール読み取り（変換前）

黒の部分を指定色に置き換え

画像強度が大きいところを指定色の濃さに置き換え