はじめに

　こんにちは、Python初学者の皆さん。今日はPythonを使って(Jupyter notebook)、無料のAPIを使用して猫の画像データセットを作成する方法をご紹介します。この記事は初学者でも理解できるように、各ステップを詳しく説明します。さらに、必要なコードも提供し、それぞれの部分について詳しく解説します。

　まず、この記事で扱う「API」とは何か、理解しましょう。APIとはApplication Programming Interfaceの略で、異なるソフトウェア間で情報をやりとりするための仕組みです。特定のウェブサイトやサービスからデータを取得する際に、APIが非常に役立ちます。今回は、写真共有サービスのUnsplashから、猫の画像を取得するためのAPIを使用します。

　ただし、APIを利用する際には利用規約をよく読み、適切に利用することが重要です。特に、APIキーは個人情報と同様に扱い、他人に漏らさないように注意しましょう。また、取得したデータを商用利用する場合や大量にデータを取得する場合は、サービスの利用規約やAPIの利用制限をよく確認してください。

PythonでAPIを使用して画像データセットを作成する

必要なモジュールのインポート

　まずは必要なPythonのモジュールをインポートします。今回はrequests, os, urllib.requestの3つのモジュールを使用します。

import requests
import os
import urllib.request

requests: WebサイトなどのリソースにアクセスするためのPythonのライブラリです。今回は、APIにリクエストを送るために使用します。
os: OSの機能を使うためのモジュールです。今回は、保存先のディレクトリを作るために使用します。
urllib.request: URLを開き、その内容を扱うためのモジュールです。今回は、画像のURLから画像をダウンロードするために使用します。

APIキーの指定

　次に、Unsplash APIを使用するためのAPIキーを指定します。自分のAPIキーを以下のように設定します。

api_key = '自分のキー'

　APIキーは Unsplashのウェブサイト から取得できます。取得方法がわからない場合は、 Digitalstage .inc 様の creater blog にわかりやすい解説が記載されているので、参考にしてみてください。APIキーは個人的なものであり、他人と共有しないように注意してください。

画像の取得

　以下に示すfetch_images関数は、指定したキーワードで画像を検索し、その結果から画像のURLを取得します。関数の引数は以下の通りです。

query: 検索するキーワード
page: 取得するページ番号（省略可能、デフォルトは1）
per_page: 1ページあたりに取得する画像の数（省略可能、デフォルトは10）

def fetch_images(query, page=1, per_page=10):
    url = f'https://api.unsplash.com/search/photos?query={query}&page={page}&per_page={per_page}'
    headers = {'Authorization': f'Client-ID {api_key}'}
    response = requests.get(url, headers=headers)
    data = response.json()
    image_urls = [item['urls']['small'] for item in data['results']]
    return image_urls

　この関数ではまず、検索クエリとページ番号、1ページあたりの画像数を使ってAPIのURLを作成します。次に、ヘッダーにAPIキーを指定します。このヘッダーはAPIにリクエストを送る際に必要となります。

requests.get関数を使ってAPIにリクエストを送り、その結果を取得します。取得した結果はJSON形式なので、response.json()を使ってPythonの辞書型に変換します。

　最後に、取得したデータから画像のURLを抽出し、それらをリストとして返します。このとき、各画像にはいくつかのサイズのバージョンがありますが、ここではsmallサイズのURLを使用します。

画像の保存

　以下に示すsave_images関数は、指定したURLの画像をダウンロードし、指定したディレクトリに保存します。関数の引数は以下の通りです。

urls: 保存する画像のURLのリスト
save_dir: 画像を保存するディレクトリのパス

def save_images(urls, save_dir):
    if not os.path.exists(save_dir):
        os.makedirs(save_dir)

    for i, url in enumerate(urls):
        response = urllib.request.urlopen(url)
        data = response.read()
        with open(os.path.join(save_dir, f'cat_img{i}.jpg'), mode="wb") as f:
            f.write(data)

　この関数ではまず、指定したディレクトリが存在しない場合は作成します。次に、URLのリストをループして各URLから画像をダウンロードします。

　ダウンロードした画像データはバイナリ形式なので、ファイルをバイナリ書き込みモード("wb")で開き、データを書き込みます。画像ファイルの名前は、リストのインデックス（i）を使ってcat_img0.jpg, cat_img1.jpg, cat_img2.jpg...といった形で生成します。

画像の検索と保存の実行

　以上で必要な関数の定義が完了しました。最後にこれらの関数を使って、猫の画像を検索し、保存します。

# 猫の画像を検索します。
image_urls = fetch_images('cat', page=1, per_page=10)

# 画像を保存します。
save_images(image_urls, 'cats')

　ここでは、fetch_images関数を使って猫の画像のURLを10件取得し、そのURLをsave_images関数に渡して画像をダウンロードし、catsディレクトリに保存します。

　以上が、Unsplash APIを利用して特定のキーワードの画像を検索し、ダウンロードするためのPythonコードです。

まとめ

　この記事では、Pythonと無料のAPIを使用して猫の画像データセットを作成する方法を紹介しました。初学者でも理解できるように、必要なモジュールの説明から始め、APIキーの取得方法、画像の取得と保存方法について詳しく解説しました。

　APIを利用することで、簡単に大量のデータを取得することが可能ですが、利用規約や法的な注意点についても理解しておくことが重要です。

　これらの知識と技術を活用して、さまざまなデータを自由に取得し、Pythonのスキルをさらに深めていきましょう！

最後に

　最後まで記事を読んでいただきありがとうございます！
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PythonとUnsplash APIを利用した猫の画像データセット作成入門