はじめに

Pythonを使って、画像やWebカメラを加工してみたパート２

前回に引き続き、 OpenCV を使って画像加工をやってみた
今回はグレイスケールや反転をしてみる

お品書きは下記の通り

モジュール，ディレクトリ構造など
グレイスケール，ネガポジ反転
画像回転，軸回転

モジュール，ディレクトリ構造など

モジュール

モジュールは前回と同様のもの＋numpyを使用
必要があればインストールしてください！

pip install opencv-python # OpenCVの機能を使用するときに必要(python上ではcv2で使う)
pip install numpy         # 数値計算を効率的に行うための拡張モジュール
pip install os            # osに依存している機能を利用できる

ディレクトリ構造

ディレクトリ構造は下記の通り

-- rgb
   -- color_process.py # new
   -- photo_process.py # new
   -- rgb.py
   -- img
      -- fruit.jpg

写真は前回同様、果物たちを使用する

グレイスケール，ネガポジ反転

前回作成したプログラムを基本形として、グレイスケールとネガポジ反転を行なう

グレイスケール

白黒写真のようなイメージ
画像処理を行なう上で計算をしやすくするために使用される

ネガポジ反転

ネガフィルム（ネガ，陰画）を反転すると普通の写真(ポジ，陽画)になる
そのことからネガポジ反転と呼ばれているとのこと

プログラム

color_process.py

import cv2
import numpy as np
import os

PATH = "./img"
FILES = os.listdir(PATH)

OLD_WINDOW_NAME = "old"
NEW_WINDOW_NAME1 = "new_gray"
NEW_WINDOW_NAME2 = "new_negaposi"

# get file name
def get_file_name():
    print("*** All  Pictures ***")
    print(*FILES, sep="\n")
    print("***      End      ***")
    
    while True:
        file_name = input("Which use file name ?: ")
        if file_name in FILES:
            return file_name
        else:
            print("not exist: " + file_name)

if __name__ == "__main__":
    
    old_file_name = get_file_name()
    file_prefixes = old_file_name.rsplit('.', 1)
    new_file_name1 = file_prefixes[0] + "_gray." + file_prefixes[1]
    new_file_name2 = file_prefixes[0] + "_negaposi." + file_prefixes[1]

    # 元の画像を読み込む
    old_img = cv2.imread(PATH + "/"+ old_file_name, cv2.IMREAD_COLOR)

    # new_img1 => グレイスケール, new_img2 => ネガポジ反転
    new_img1 = cv2.cvtColor(old_img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    new_img2 = cv2.bitwise_not(old_img)

    # ウィンドウを作成
    cv2.namedWindow(OLD_WINDOW_NAME)
    cv2.namedWindow(NEW_WINDOW_NAME1)
    cv2.namedWindow(NEW_WINDOW_NAME2)

    # ウィンドウに表示
    cv2.imshow(OLD_WINDOW_NAME, old_img)
    cv2.imshow(NEW_WINDOW_NAME1, new_img1)
    cv2.imshow(NEW_WINDOW_NAME2, new_img2)

    # ファイルに保存
    cv2.imwrite(r'img/{}'.format(new_file_name1), new_img1)
    cv2.imwrite(r'img/{}'.format(new_file_name2), new_img2)

    # 終了処理
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()

少し解説

new_img1 = cv2.cvtColor(old_img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

BGRをGRAY（グレイスケール）に変換する場所
"COLOR_BGR2GRAY"以外にも、"COLOR_BGR2RGB", "COLOR_BGR2HSV"などがある

new_img2 = cv2.bitwise_not(old_img)

ネガポジ反転を行なう場所

出力結果

コマンドライン

ネガポジ反転

グレイスケール

画像回転，軸回転

画像回転および軸反転を行なう

プログラム

photo_process.py

import cv2
import numpy as np
import os

PATH = "./img"
FILES = os.listdir(PATH)

OLD_WINDOW_NAME = "old"
NEW_WINDOW_NAME1 = "new_rotation"
NEW_WINDOW_NAME2 = "new_inversion"

# get file name
def get_file_name():
    print("*** All  Pictures ***")
    print(*FILES, sep="\n")
    print("***      End      ***")
    
    while True:
        file_name = input("Which use file name ?: ")
        if file_name in FILES:
            return file_name
        else:
            print("not exist: " + file_name)

if __name__ == "__main__":
    
    old_file_name = get_file_name()
    file_prefixes = old_file_name.rsplit(".", 1)
    new_file_name1 = file_prefixes[0] + "_rotation." + file_prefixes[1]
    new_file_name2 = file_prefixes[0] + "_inversion." + file_prefixes[1]

    # 元の画像を読み込む
    old_img = cv2.imread(PATH + "/"+ old_file_name, cv2.IMREAD_COLOR)

    new_img1 = cv2.rotate(olg_img, cv2.ROTATE_90_CLOCKWISE)
    new_img2 = cv2.flip(old_img, 1)

    # ウィンドウを作成
    cv2.namedWindow(OLD_WINDOW_NAME)
    cv2.namedWindow(NEW_WINDOW_NAME1)
    cv2.namedWindow(NEW_WINDOW_NAME2)

    # ウィンドウに表示
    cv2.imshow(OLD_WINDOW_NAME, old_img)
    cv2.imshow(NEW_WINDOW_NAME1, new_img1)
    cv2.imshow(NEW_WINDOW_NAME2, new_img2)

    # ファイルに保存
    cv2.imwrite(r"img/{}".format(new_file_name1), new_img1)
    cv2.imwrite(r"img/{}".format(new_file_name2), new_img2)

    # 終了処理
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()

少し解説

new_img1 = cv2.rotate(img, cv2.ROTATE_90_CLOCKWISE)

cv2.rotateを使用して画像回転する方法
()内の変数を以下のように変更すると回転角度を変えられる

ROTATE_90_CLOCKWISE => 時計回りに90度
ROTATE_90_COUNTERCLOCKWISE => 反時計回りに90度
ROTATE_180 => 180度

new_img2 = cv2.flip(old_img, 1)

flipを使用して軸回転する方法
()内の数値を以下のように変更すると回転軸も変えられる

0 => x軸
1 => y軸
-1 => xy軸

出力結果

コマンドライン

画像回転

軸回転

まとめ

パート２では、OpenCVの関数を用いて色変換や回転などをやってみた
関数一つで画像加工ができるので非常に便利である。
次回、パート３ではモザイク処理をやってみようと思う( ˘ω˘ )