Python を使用して画像に対してピクセルレベルの操作を実行する方法

Python を使用して画像に対してピクセルレベルの操作を実行する方法

現代のテクノロジーの開発では、画像に対してさまざまな操作や処理を実行する必要があることがよくあります。一部の特殊な画像処理ニーズでは、ピクセルレベルの操作が一般的な方法です。この記事では、Python を使用して画像に対してピクセルレベルの操作を実行する方法と、対応するコード例を紹介します。

1. 必要なライブラリをインポートする
   まず、一般的に使用されるいくつかのライブラリ、PIL (Python Imaging Library)、NumPy、Matplotlib をインポートする必要があります。 PIL ライブラリは Python でよく使われる画像処理ライブラリ、NumPy は数値計算用のライブラリ、Matplotlib はグラフや画像を描画するためのライブラリです。

from PIL import Image
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

2. 画像を開いて表示する
   PIL ライブラリの Image モジュールを使用すると、画像を開いて表示することが簡単にできます。次のコード例では、「image.jpg」という名前の画像を開いてウィンドウに表示します。

img = Image.open("image.jpg")
img.show()

3. 画像のピクセル値を取得する
   画像に対してピクセル レベルの操作を実行するには、まず画像のピクセル値を取得する必要があります。 PIL ライブラリの Image モジュールを使用すると、getdata() メソッドを呼び出して画像のピクセル値を取得し、それを NumPy 配列に変換できます。

pixels = np.array(img.getdata()).reshape(img.size[1], img.size[0], 3)

上記のコードでは、getdata() メソッドは、画像のピクセル値を含む 1 次元配列を返します。 reshape() メソッドを通じてそれを 3 次元配列に変換します。最初の次元は画像の高さを表し、2 番目の次元は画像の幅を表し、3 番目の次元は数値を表します。画像のチャンネル数。

4. 画像に対してピクセル レベルの操作を実行する
   画像のピクセル値を取得したら、それに対してさまざまな操作を実行できます。いくつかの一般的なピクセル レベルの操作のサンプル コードを次に示します。

• グレースケール
  画像をグレースケールに変換する簡単な方法は、各ピクセルの RGB を変換することです。値は平均化されます。 。次のコードはこれを実行し、結果を新しいウィンドウに表示します。

gray_img = np.mean(pixels, axis=2).astype(np.uint8)
plt.imshow(gray_img, cmap="gray")
plt.show()

• 画像の反転
  画像を反転する簡単な方法は、各ピクセルの RGB 値 (255 から現在の値を引いたもの) を反転することです。次のコードはこれを実行し、結果を新しいウィンドウに表示します。

invert_img = 255 - pixels
plt.imshow(invert_img)
plt.show()

• ガウスぼかし
  ガウスぼかしは、一般的に使用される画像ぼかし手法であり、各ピクセルの周囲のピクセルの加重平均を取ることで実現できます。次のコードはこれを実行し、結果を新しいウィンドウに表示します。

from scipy.ndimage.filters import convolve

kernel = np.array([[1, 2, 1],
                   [2, 4, 2],
                   [1, 2, 1]])

blurred_img = convolve(pixels, kernel)
plt.imshow(blurred_img.astype(np.uint8))
plt.show()

5. 処理された画像の保存
   画像がピクセル レベルで操作されたら、PIL ライブラリの画像モジュールを使用して新しい画像ファイルとして保存できます。次のコードは、処理された画像を保存する方法を示します。

result_img = Image.fromarray(blurred_img.astype(np.uint8))
result_img.save("result.jpg")

上記の手順により、Python を使用して画像に対してピクセルレベルの操作を実行し、結果を新しい画像ファイルとして保存できます。それだけでなく、ニーズに応じてさまざまなピクセルレベルの操作をカスタマイズし、コードを通じて実装することもできます。この記事が、あなたの画像処理の仕事や勉強に少しでも役立ち、インスピレーションになれば幸いです。

概要:
この記事では、Python を使用して画像に対してピクセルレベルの操作を実行する方法を紹介します。 PIL ライブラリ、NumPy ライブラリ、Matplotlib ライブラリをインポートして画像を開いて表示します。次に、画像のピクセル値を取得し、グレースケール、反転、ガウスぼかしなどのピクセルレベルの操作を画像に対して実行します。最後に、加工した画像を保存します。これらの手順により、画像を柔軟に処理し、さまざまな画像処理ニーズに対応できます。

以上がPython を使用して画像に対してピクセルレベルの操作を実行する方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。