インデックスカラー画像(pngファイル)のインデックス番号とカラーパレットの確認の方法

手元にインデックスカラー画像2007_000032.pngがあります。インデックスカラー画像については、ここやここで勉強しました。このインデックスカラー画像2007_000032.pngはVOC PASCALデータセット2011に含まれているものです。インデックスカラー画像2007_000032.pngはここのinput画像と同じです。

インデックスカラー画像は、パレットとインデックスから構成され、パレットでは各整数のRGB値を指定し、インデックスでは各ピクセルに整数を割り当てると認識しています。

ところが、pythonでインデックスカラー画像2007_000032.pngを読み込んで、その配列を次のように表示させると、各ピクセルのインデックス番号ではなく、RGB値が表示されます。

python
1>>import numpy as np
2>>import cv2
3>>np.set_printoptions(threshold=np.inf)
4>>img = cv2.imread("2007_000032.png")
5>>img[100]

・
・
・
[192, 224, 224],
[192, 224, 224],
[192, 224, 224],
[192, 224, 224],
[ 0, 0, 128],
[ 0, 0, 128],
[ 0, 0, 128],
[ 0, 0, 128],
[ 0, 0, 128],
[ 0, 0, 128],
[ 0, 0, 128],
[ 0, 0, 128],
[ 0, 0, 128],
[ 0, 0, 128],
[192, 224, 224],

・
・
・
（出力は一部のみを抜粋）

各ピクセルごとのRGB値ではなく、インデックス番号を表示させるにはどうしたらよいでしょうか。また、パレットの情報を確認するにはどうしたらよいでしょうか。

環境はUbuntu16.04LTSを利用しています。

追記

python
1>>import numpy as np
2>>from PIL import Image
3
4>>np.set_printoptions(threshold=np.inf)
5>>image = Image.open("2007_000032.png")
6>>image2 = np.asarray(image)
7>>image2
8

とすれば、インデックスカラーは確認できるみたいですね。でもなんだか、一度画像をPILオブジェクトとして読み込んで、numpyオブジェクトに変換して・・・ってまどろっこしいですね。もっとスマートな方法はないものでしょうか。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

imread() では、Index 画像も RGB 画像に変換された状態で読み込まれてしまいます。
PIL を使用すると、Index 画像を RGB に変換せずに読み込むことができます。

サンプルとして使用した Index 画像

python
1import cv2
2import matplotlib.pyplot as plt
3import numpy as np
4from PIL import Image
5
6pil_img = Image.open("sample.png")  # PIL で読み込む。
7img = np.asarray(pil_img)  # numpy 配列に変換する。
8
9print(img.shape)  # (500, 375)
10print(img)
11# [[  0   0   0 ...,   0   0   0]
12#  [  0   0   0 ...,   0   0   0]
13#  [  0   0   0 ...,   0   0   0]
14#  ..., 
15#  [255  11  11 ...,   0   0   0]
16#  [255  11  11 ...,   0   0   0]
17#  [255  11  11 ...,   0   0   0]]

Person ラベルだけ取り出して表示した例

python
1class Label:
2    GROUND = 0
3    AEROPLANE = 1
4    BICYCLE = 2
5    BIRD = 3
6    BOAT = 4
7    BOTTLE = 5
8    BUS = 6
9    CAR = 7
10    CAT = 8
11    CHAIR = 9
12    COW = 10
13    DINING_TABLE = 11
14    DOG = 12
15    HORSE = 13
16    MOTORBIKE = 14
17    PERSON = 15
18    POTTED_PLANT = 16
19    SHEEP = 17
20    SOFA = 18
21    TRAIN = 19
22    TV = 20
23    VOID = 255
24
25plt.imshow(np.where(img == Category.PERSON, 100, 0))
26plt.axis('off')
27plt.show()

カラーパレット自体は PIL.Image.getpalette() でアクセスできます。
返り値は index=0 から順番に [R, G, B, R, G, B, ...] と値が入っている (256 * 3) の1次元配列です。

python
1# カラーパレットにアクセスする。
2palette = pil_img.getpalette()
3# リストの値は index=0 から順番に [R, G, B, R, G, B, ...]
4palette = np.array(palette).reshape(-1, 3)
5print(palette.shape)  # (256, 3)
6
7# 256個のうち、0~20 だけ表示
8fig, axes_list = plt.subplots(21, 1, figsize=(5, 10))
9for i, color in enumerate(palette[:21]):
10    color_img = np.full((1, 10, 3), color, dtype=np.uint8)
11
12    axes_list[i].imshow(color_img, aspect='auto')
13    axes_list[i].set_axis_off()
14    axes_list[i].text(-1, 0, i, va='center', ha='right', fontsize=10)
15    
16plt.show()