今、超話題の ChatGPT ですが、BingGPT （Bingで使えるChatGPTのこと） になってから、精度がぐんと上がり、使い勝手も良くなりました。実用に使えるのかを実験するために、試しに高校数学の確率や場合分けの問題を解かせてみました。見事に正解を教えてもらいました。ただ、聞き方によっては質問を正しく理解できていないせいか、何度か問い直す必要がある問題も1件ありました。日本の人工知能の第一人者とされる松尾教授も指摘している通り、人間の重要な役割は生成AIの出力が正しいかどうかを判断することと感じました。イラストを生成してくれる場合などはまさにその通りですね。
以下はPythonのコードを読むにあたって、実際に BingGPT に問いかけた例です。従来ですとGoogleで検索していたのですが、こちらの方が数10倍効率的だと感じました。単にマニュアルを参照する手間を省いているだけですが、それでも効率的だと思います。まだ BingGPT を使っていないのなら使ってみることをお勧めします。隗より始めよ、ですかね。
(1) 画像の「明るさ」を変えるコードについて質問してみた
pythonで画像イメージの明るさを変化するコードを教えて
Pythonで画像の明るさを変化するコードはいくつかの方法がありますが、一般的な方法はOpenCVの関数を使うことです。¹³⁴
例えば、以下のコードは画像の明るさを100、コントラストを50に設定しています。
import cv2
img = cv2.imread('image.jpg')
brightness = 100
contrast = 50
new_img = cv2.convertScaleAbs(img, alpha=contrast/127, beta=brightness-127)
cv2.imwrite('new_image.jpg', new_img)
このコードでは、cv2.convertScaleAbs関数を使って、画像の各ピクセルに対して以下の式を適用しています。
$$g(x) = \alpha f(x) + \beta$$
ここで、$\alpha$はコントラスト、$\beta$は明るさを表します。³
画像の明るさやコントラストを変化させるときは、値が0から255の範囲に収まるように注意してください。¹
ソース: Bing との会話 2023/4/19
(1) Changing the contrast and brightness of an image using Python .... https://www.geeksforgeeks.org/changing-the-contrast-and-brightness-of-an-image-using-python-opencv/.
(2) OpenCV - 画像の明るさ、コントラストの変更、ガンマ補正 - pystyle. https://pystyle.info/opencv-change-contrast-and-brightness/.
(3) OpenCVによるコントラストと明るさの調整 - Qiita. https://qiita.com/sitar-harmonics/items/2dcc27fc959e42ebbc44.
(4) What are some methods to analyze image brightness using .... https://stackoverflow.com/questions/3490727/what-are-some-methods-to-analyze-image-brightness-using-python.
OpenCVを使わないで明るさを変化できますか
はい、OpenCVを使わないで明るさを変化できます。Pythonの標準ライブラリのPILやNumPyを使うことができます。¹²
例えば、以下のコードはPILを使って画像の明るさを50に設定しています。
from PIL import Image, ImageEnhance
img = Image.open('image.jpg')
enhancer = ImageEnhance.Brightness(img)
new_img = enhancer.enhance(50)
new_img.save('new_image.jpg')
このコードでは、ImageEnhance.Brightnessクラスを使って、画像の各ピクセルに対して以下の式を適用しています。
$$g(x) = f(x) * factor$$
ここで、$factor$は明るさを表します。¹
PILやNumPyを使うと、画像のピクセル値に直接アクセスして操作することができますが、OpenCVのように高度な画像処理機能はありません。¹
ソース: Bing との会話 2023/4/19
(1) Image Processing without OpenCV | Python - GeeksforGeeks. https://www.geeksforgeeks.org/image-processing-without-opencv-python/.
(2) python - Increase image brightness without overflow - Stack .... https://stackoverflow.com/questions/44047819/increase-image-brightness-without-overflow.
(3) OpenCV - 画像の明るさ、コントラストの変更、ガンマ補正 - pystyle. https://pystyle.info/opencv-change-contrast-and-brightness/.
Numpyを使ったコードを教えて
NumPyを使ったコードは以下のようになります。
import numpy as np
img = np.array(Image.open('image.jpg'))
brightness = 50
new_img = img + brightness
new_img = np.clip(new_img, 0, 255) # 0から255の範囲に収める
new_img = Image.fromarray(new_img.astype(np.uint8)) # PILの画像に変換
new_img.save('new_image.jpg')
このコードでは、画像の各ピクセルに対して以下の式を適用しています。
$$g(x) = f(x) + brightness$$
ここで、$brightness$は明るさを表します。²
NumPyを使うと、画像のピクセル値に直接アクセスして操作することができますが、OpenCVのように高度な画像処理機能はありません。²
ソース: Bing との会話 2023/4/19
(1) OpenCV - 画像の明るさ、コントラストの変更、ガンマ補正 - pystyle. https://pystyle.info/opencv-change-contrast-and-brightness/.
(2) image - python -- measuring pixel brightness - Stack Overflow. https://stackoverflow.com/questions/6442118/python-measuring-pixel-brightness.
(3) Pillowを使ったPythonでの画像処理をしてみた - Qiita. https://qiita.com/kenfukaya/items/ea72a352a281abdbebd4.
np.array(Image.open('image.jpg')) を詳しく説明して
np.array(Image.open('image.jpg'))は、Image.open('image.jpg')でPILの画像オブジェクトを読み込んだ後、np.array()でNumPyの配列に変換しています。NumPyの配列は、画像のピクセル値を数値の行列として表現します。例えば、RGBのカラー画像なら、各ピクセルは3つの数値（赤、緑、青の強さ）で表されます。NumPyの配列に変換することで、画像のピクセル値に対して数学的な操作を行うことができます。
PILの画像オブジェクトとは
PILの画像オブジェクトとは、Pythonで画像を処理するためのライブラリであるPIL（Python Imaging Library）やその後継であるPillowで扱われる画像のデータ型です。¹ PILの画像オブジェクトは、画像のモード（色の表現方法）、サイズ、ピクセル値などの情報を持ちます。³ PILの画像オブジェクトを作成するには、Image.open()でファイルから読み込むか、Image.fromarray()でNumPyの配列から変換するか、Image.new()で新しい画像を作成するなどの方法があります。³² PILの画像オブジェクトを操作するには、Image.show()で表示したり、Image.save()で保存したり、Image.crop()やImage.resize()などのメソッドを使って加工したりすることができます。³⁴
ソース: Bing との会話 2023/4/19
(1) Pythonの画像処理ライブラリPIL（Python Imaging Library）の .... https://magazine.techacademy.jp/magazine/21485.
(2) Image Module - Pillow (PIL Fork) 9.5.0 documentation - Read .... https://pillow.readthedocs.io/en/stable/reference/Image.html.
(3) Python で NumPy 配列を PIL イメージに変換する | Delft スタック. https://www.delftstack.com/ja/howto/matplotlib/convert-a-numpy-array-to-pil-image-python/.
(4) Pythonの画像処理ライブラリPillow(PIL)の読込み・保存まとめ .... https://qiita.com/k_izutani/items/10fc3720f73d95c5c28e.
(2)その他の質問
1. 以下のように質問します
pythonのOpenCV2のcv2.imreadについて教えて
2. 以下のような回答を得ます
一発でこのような回答を得ることができました。さらに参考サイトのリンクも教えてくれますので、もし回答に疑念がある場合は確認が簡単に可能になります。
PythonのOpenCV2のcv2.imreadは、画像ファイルを読み込むための関数です¹²。cv2.imreadは、指定したファイルパスから画像を読み込み、NumPy配列として返します¹²³。例えば、次のように使えます。
import cv2
img = cv2.imread("image.jpg")
この場合、image.jpgというファイルをカラー画像として読み込み、imgという変数に代入します¹²。もし、ファイルが存在しない場合や読み込めない場合は、空の配列が返されます²。
cv2.imreadは、オプションでmodeという引数を取ることができます¹²⁴。これは、画像をどのような色空間で読み込むかを指定するために使われます¹²⁴。modeには、次のような値があります¹²⁴。
- cv2.IMREAD_COLOR: カラー画像として読み込む（デフォルト）
- cv2.IMREAD_GRAYSCALE: グレースケール画像として読み込む
- cv2.IMREAD_UNCHANGED: 画像をそのまま読み込む（アルファチャンネルも含む）
例えば、次のように使えます。
import cv2
img = cv2.imread("image.jpg", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
この場合、image.jpgというファイルをグレースケール画像として読み込み、imgという変数に代入します¹⁴。
以上がPythonのOpenCV2のcv2.imreadについての説明です。ご参考になれば幸いです。
ソース: Bing との会話 2023/4/15
(1) Python OpenCV Read Image – cv2 imread() - Python Examples. https://pythonexamples.org/python-opencv-read-image-cv2-imread/.
(2) Python OpenCV | cv2.imread() method - GeeksforGeeks. https://www.geeksforgeeks.org/python-opencv-cv2-imread-method/.
(3) Python, OpenCVで画像ファイルの読み込み、保存（imread .... https://note.nkmk.me/python-opencv-imread-imwrite/.
(4) OpenCV imread mode 指定 - Qiita. https://qiita.com/yoya/items/b2fab73698d7aa35f5a7.
(5) OpenCV 2.2 Python リファレンス — opencv 2.2 documentation. http://opencv.jp/opencv-2svn/py/.
(6) OpenCVのimreadを使って画像・映像を読み込む方法 | AI研究所. https://ai-kenkyujo.com/programming/opencv-imread/.
3. この回答について深堀して聞いてみます
上の回答にある img という変数を使って質問します。ちゃんと認識してくれるのでとても便利です。ちゃんと前の質問と回答を覚えてくれているので、とても使い勝手が良いです。
この場合、img.shapeはどのようになりますか
4. 以下の回答を得ました
img.shapeは、読み込んだ画像の形状（サイズやチャンネル数）を表す属性です¹²³。例えば、カラー画像を読み込んだ場合、img.shapeは（高さ、幅、チャンネル数）のタプルとなります²³。チャンネル数は、画像の色空間によって異なりますが、OpenCVではデフォルトでBGR（青、緑、赤）の順になります²³。例えば、次のように使えます。
import cv2
img = cv2.imread("image.jpg")
print(img.shape) # (480, 640, 3) など
この場合、image.jpgというファイルをカラー画像として読み込み、img.shapeでその形状を表示します²³。もし、グレースケール画像を読み込んだ場合、img.shapeは（高さ、幅）のタプルとなります²³。例えば、次のように使えます。
import cv2
img = cv2.imread("image.jpg", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
print(img.shape) # (480, 640) など
この場合、image.jpgというファイルをグレースケール画像として読み込み、img.shapeでその形状を表示します²³。
以上がPythonのOpenCV2のcv2.imreadのshapeについての説明です。ご参考になれば幸いです。
ソース: Bing との会話 2023/4/15
(1) cv2.imread图片找不到shape属性 - CSDN文库. https://wenku.csdn.net/answer/5dc07367ef0448908366eb487d070a03.
(2) OpenCV imread mode 指定 - Qiita. https://qiita.com/yoya/items/b2fab73698d7aa35f5a7.
(3) Pythonにおけるimread()の利用方法を現役エンジニアが解説 .... https://magazine.techacademy.jp/magazine/24692.
(4) [Q&A] OpenCV でshapeを使うとエラーになってしまいます - Qiita. https://qiita.com/tkr4649/questions/88ed60e2b87c8af69e74.
5. 以下のような特殊な質問にもそれなりに回答をくれる
Pythonコードのimage[:,:,1] *= randome.uniform(0.5, 1.5)を教えて
ここでimageは初登場の変数ですが、勝手に画像の変数と解釈して回答してくれました。これを画像処理に疎い私がゼロからググって理解しようとするとそれなりの時間を必要とします。BingGPTなら一発です。
6. 回答です
Pythonコードのimage[:,:,1] *= random.uniform(0.5, 1.5)は、imageという変数に格納されている3次元配列の2番目の次元（通常は色の緑成分）に対して、0.5から1.5の範囲でランダムに生成された数値を掛けることを意味します¹²。これは、画像の色相や明度を変化させるために使われることがあります³。
ソース: Bing との会話 2023/4/16
(1) numpy.random.uniform — NumPy v1.24 Manual. https://numpy.org/doc/stable/reference/random/generated/numpy.random.uniform.html.
(2) scipy.stats.uniform — SciPy v1.10.1 Manual. https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.stats.uniform.html?highlight=uniform.
(3) YOLOv5でアヒルを検出するモデルを作ってみました。(NVIDIA .... https://dev.classmethod.jp/articles/yolov5-nvidia-jetson-agx-orin/.