PIL.Imageの使いかた

PILImage.py

from PIL import Image

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy             as np

class IMAGE:
    def __init__(self, imgPath):
        self.srcImg = Image.open(imgPath)
        self.__initialize()

    def __initialize(self):
        self.srcArr        = np.asarray(self.srcImg)
        self.size          = self.srcArr.shape
        self.width         = self.size[1]
        self.height        = self.size[0]
        self.numOfPixels   = self.width * self.height
        self.AllRGB        = self.srcArr.reshape(self.numOfPixels, 3)
        self.AllBrightness = np.mean(self.AllRGB, axis=1, dtype="uint16") # rgb の平均値を輝度とすることにする。
        #self.AllBrightness = self.AllRGB[:,0]*0.299 + self.AllRGB[:,1]*0.587 + self.AllRGB[:,2]*0.114
        self.AllBrightness = self.AllBrightness.astype(np.uint8)

    # 画像を表示するための函数
    def showImg(self):
        plt.imshow(self.srcImg)
        #plt.imshow(self.srcArr)
        plt.show()
        return self

    # ヒストグラムを表示するための函数
    def showHist(self):
        plt.figure()
        plt.xlabel("brightness")
        plt.ylabel("freq")
        plt.hist(self.AllBrightness, range=(-0.5, 255.5), bins=256)
        plt.show()
        return self

    # 輝度を変えるための函数
    def changeBrightness(self, shift):
        rgb = self.AllRGB.astype(np.int16) + shift
        rgb = np.clip(rgb, 0, 255)
        rgb = rgb.reshape(self.height, self.width, 3)

        self.srcImg = Image.fromarray(rgb.astype(np.uint8))
        self.__initialize()
        return self    

    # 画像を2値化するための函数
    def conv2binary(self, threshold=100):
        self.AllRGB.flags.writeable = True

        mask = self.AllBrightness >  threshold
        self.AllRGB[mask]  = [255, 255, 255]
        self.AllRGB[~mask] = [0, 0, 0]

        self.AllRGB = self.AllRGB.reshape(self.height, self.width, 3)
        self.srcImg = Image.fromarray(self.AllRGB.astype(np.uint8))
        self.__initialize()
        return self

    # 画像をグレースケールにするための函数
    def conv2gray(self):
        brt = np.repeat(self.AllBrightness, 3)
        brt = brt.reshape(self.height, self.width, 3)

        self.srcImg = Image.fromarray(brt.astype(np.uint8))
        self.__initialize()
        return self

    # 画像をファイルに書き出すための函数
    def export(self, filepath):
        self.srcImg.save(filepath)
        return self

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# 使いかた #
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if __name__ == "__main__":
    pathFrom = "H:\\img\\riho.png" # このファイルを読み込む。

    pathTo   = "H:\\img\\sute.png" # このファイルに書き出す。

    # 1. 画像ファイルを読み込んで、Imageオブジェクトを表示して、輝度のヒストグラムを表示する。
    img = IMAGE(pathFrom).showImg().showHist()        

    # 2. 輝度を高くして、Imageオブジェクトを表示して、輝度のヒストグラムを表示する。
    img.changeBrightness(100).showImg().showHist()

    # 3. 画像ファイルを読み込んで、輝度を低くして、Imageオブジェクトを表示して、輝度のヒストグラムを表示する。
    IMAGE(pathFrom).changeBrightness(-100).showImg().showHist()

    # 4. 画像を読み込んで、グレースケールにして、Imageオブジェクトを表示して、輝度のストグラムを表示する。
    IMAGE(pathFrom).conv2gray().showImg().showHist()

    # 5. 画像を読み込んで、閾値を境に輝度を2値化して、Imageオブジェクトを表示して、輝度のヒストグラムを表示する。
    img = IMAGE(pathFrom).conv2binary(77).showImg().showHist()

    # 6. Imageオブジェクトを画像ファイルとして書き出す。
    img.export(pathTo)