画像とNumPy配列を行き来する ― shape と channel

導入

画像処理では「Pillow の画像」と「NumPy の配列」を何度も行き来します。両者の関係と、カラー画像が持つ「チャンネル」を理解しましょう。

説明

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
import numpy as np

img = Image.new("RGB", (200, 80), "white")
draw = ImageDraw.Draw(img)
draw.text((10, 20), "RGB", fill=(255, 0, 0), font=ImageFont.load_default(size=48))

arr = np.array(img)          # Pillow画像 → NumPy配列
print("形(shape):", arr.shape)     # (80, 200, 3)
print("型(dtype):", arr.dtype)     # uint8

# 左上のピクセルの色（R, G, B）
print("左上のピクセル:", arr[0, 0])   # [255 255 255]（白）

# 配列 → Pillow画像 に戻す
img2 = Image.fromarray(arr)
print("戻した画像のサイズ:", img2.size)  # (200, 80)

• カラー画像の配列は (高さ, 幅, 3) の形。最後の 3 が RGB の3チャンネル（赤・緑・青の重なり）です。
• arr[y, x] で1ピクセルの色 [R, G, B] が取れます。白は [255, 255, 255]。
• np.array(img) と Image.fromarray(arr) で相互に変換できます。配列の形が (高さ, 幅) の順（幅・高さの順ではない）ことに注意しましょう。

やってみよう

arr.shape を確認したあと、arr[0, 0] の座標を arr[40, 100]（文字のあたり）に変えて、色がどう変わるか見てみましょう。赤い文字の上なら [255, 0, 0] に近い値になります。

演習

上のコードで、画像の 中央のピクセル の色を print してください（高さ80・幅200 なので中央は概ね [40, 100]）。