ImageMagick で RGB 画像をグレースケール変換する方法について公式マニュアルを元に、少しばかり追加して解説します。
グレースケールそのものについては、以下のエントリをご参照下さい。
- グレースケール画像のうんちく
公式マニュアルの方法
公式マニュアルで紹介されている、-colorspace, -grayscale, -modulate, -fx, -compose, -evaluate, -evaluate-sequence, -color-mat(旧 -recolor ) について、一通り並べます。
サンプル画像
公式マニュアルのサンプル画像をそのまま使います。
| test.png |
|---|
 |
-colorspace Gray
公式のお勧め (The best method) は -colorspace Gray です。(gray でも同じ。大文字小文字を区別せず)
色空間をグレースケールに変更する命令です。
% magick test.png -colorspace Gray gray_colorspace.png
| test.png | gray_colorspace.png |
|---|---|
|
 |
-grayscale
RGB を1つの輝度値にまとめる方法は色々とあって、-grayscale オプションはそれを指示します。
-list Intensity で一覧が出せます。
% magick -list Intensity
Average
Brightness
Lightness
Mean
MS
Rec601Luma
Rec601Luminance
Rec709Luma
Rec709Luminance
RMS
なお、冒頭で紹介した -colorspace Gray は -grayscale Rec709Luma 相当です。
% magick test.png -grayscale rec709luma gray_grayscale.png
| gray_grayscale.png |
|---|
 |
全ての Intensity で処理して montage で並べてみます。
% for i in `magick -list intensity` ; \
do magick ../test.png -grayscale $i $i.png ; \
done
% magick montage -background lightgray \
-label %f *.png gray-intensity.png
| gray-intensity.png |
|---|
 |
-modulate
-modulate は HSL 色空間の明るさ、彩度、色相に手を加えるオプションです。
2番目のパラメータが彩度で、0 にするとグレースケール化します。
% magick test.png -modulate 100,0 gray_modulate.png
| gray_modulate.png |
|---|
 |
-define modulate:colorspace を使うと HSL 以外でも modulete 操作が可能です。
% for cs in HCL HCLp HSB HSI HSL HSV ; \
do magick ../test.png -define modulate:colorspace=$cs \
-modulate 100,0 $cs.png ; done
% magick montage -background lightgray \
-label %f *.png gray-colorspace.png
| gray-colorspace.png |
|---|
 |
-fx
任意の計算ができる -fx は、既存の機能で満足できるものがない時に便利です。
% magick test.png -fx '(r+g+b)/3' gray_fx_average.png
% magick gray_fx_average.png -alpha off alpha-off.png
透明度データも作られる為、分かりやすいよう alpha off した画像もつけます。
| gray_fx_average.png | alpha-off |
|---|---|
 |
 |
intensity (色の強さ)のキーワードを直接指定できます。
% magick test.png -fx intensity gray_intensity.png
% magick gray_intensity.png -alpha off alpha-off.png
| gray_intensity.png | alpha-off.png |
|---|---|
 |
 |
-separate & -compose
R,G,B チャネルを３つのグレースケールとして分解したあと、それらを合成します。
% magick test.png -separate \
-background black -compose plus -flatten gray_added.png
この例だと plus で合成するので、真っ白になります。
-evaluate multiply
-evaluate を使って各チャネルに乗算するする方法です。
% magick test.png -channel R -evaluate multiply .2 \
-channel G -evaluate multiply .5 \
-channel B -evaluate multiply .3 \
+channel -separate -compose add -flatten gray_253.png
| gray_253.png |
|---|
 |
6系ではこれで良かったのですが、7系では alpha が合成でまざってしまい画像が崩れます。
これは実装の不具合ではなく、6 は RGB と A を区別してたのを 7 でやめたので、その一貫した挙動の一つだと思われます。
とはいえマニュアル的にまずいので公式の issue で指摘しておきました。
- Grayscale by FX DIY Evaluate Operator no longer works as documented with ImageMagick 7. #5389
ImageMagick 7 では、以下の方法が提案されました。(マニュアルも書き変わってます)
% magick test.png -channel R -evaluate multiply .2 +channel \
-channel G -evaluate multiply .5 +channel \
-channel B -evaluate multiply .3 +channel \
-channel RGB -separate -compose add -flatten gray_253.png
+channel は念の為です。処理が終わったら戻すお行儀の良さ。
アルファデータが全部 0xff に変化しますが、元からそうです。(マニュアルの注意書きに追加されました)
-evaluate-sequence mean
% magick test.png -separate -evaluate-sequence mean gray_average.png
| gray_average.png |
|---|
 |
こっちはうまく変換できます。
-color-matrix (旧 -recolor)
公式マニュアルは古い記述のままで -recolor は今は -color-matrix に改名されてます。
% magick test.png -recolor '.2 .5 .3
.2 .5 .3
.2 .5 .3' gray_recolor.png
magick: option has been replaced '-recolor', use "-color-matrix" at CLI arg 2 @ warning/operation.c/CLISimpleOperatorImage/3187.
magick: unrecognized option `-recolor' at CLI arg 2 @ error/operation.c/CLISimpleOperatorImage/3285.
エラーが出ました。
気を取り直して、-color-matrix で実行。
% magick test.png -color-matrix '.2 .5 .3
.2 .5 .3
.2 .5 .3' gray_colmat.png
| gray_colmat.png |
|---|
 |
マニュアル以外の方法
-type
type はファイルを入力する時、または出力する時に画像をどう扱うかを指定するフラグです。
この -type でグレースケール形式を指定する事により、グレースケールでない画像をグレースケール化して最終出力します。
-type Grayscale
magick test.png -type GrayScaleAlpha gray_type.png
| gray_type.png |
|---|
 |
-type GrayScaleAlpha
透明度を残したい場合は、こちらをどうぞ。
magick test.png -type GrayScaleAlpha gray_typealpha.png
| gray_typealpha.png |
|---|
 |
-colorspace
冒頭で -colorspace gray を紹介しました。その gray 以外での方法です。
ちなみに、-modulate 100, 0 とやってる事はほぼ同じです。
ただし、こっちは ImageMagick が対応する任意の色空間を使えます。-modulate の対応空間はそのうち半分程度なので。
-colorspace OHTA
% magick test.png -colorspace OHTA -channel Red -separate +channel gray_OHTA.png
| gray_OHTA.png |
|---|
 |
-colorspace HSI
% magick test.png -colorspace HSI -channel Blue -separate +channel gray_HSI.png
| gray_HSI.png |
|---|
 |
-channel G
RGB のうち RB に比べて G の輝度が圧倒的に高いので、G だけ取り出してグレースケールとしても、そこそこ良い結果になります。
% magick test.png -separate -delete 0,2,3 gray_G.png
| gray_G.png |
|---|
 |
あと、特殊用途でうが、輝度の極端に小さい B だけ残すと、見えなかったノイズが強調できる事もあるので、これはこれで有用です。モニタテスト等で。
% magick test.png -separate -delete 0,1,3 gray_B.png
| gray_B.png |
|---|
 |
-hald-clut
CLUT (Color LookUp Table) と -hald-clut オプションを使って変換する方法があります。
なお、擬似カラーを作るのに便利な -clut オプションの方は R,G,B を各々独立して変換する方式なので、グレースケール化には使えません。
% magick HALD:8 -colorspace Gray hald8gray.png
% magick test.png hald8gray.png -hald-clut gray_hald-clut.png
慣れてないと分かりにくいのですが。-hald-clut の後でなく前に CLUT画像ファイルを置きます。
| hald8gray.png | gray_hald-clut.png |
|---|---|
 |
 |
これの利点は、単純なグレースケール変換であれば、任意の処理に対応する CLUT を指定するだけで、その処理を再現できる事です。
例えば、以下のサイトのように、処理系毎の CLUT ファイルを用意すれば、
% wget https://raw.githubusercontent.com/SzieberthAdam/cvd-palette/master/haldclut/gray/gray.skimage.png
% magick test.png gray.skimage.png -hald-clut gray_ski.png
| gray_ski.png |
|---|
 |
このようにして、SKImage のグレースケールを再現する事ができます。(なお、これらの CLUT ファイルが正しいかの検証はしてません。ご利用は自己責任で)