python opencv

Question

python opencvで画像処理をしているのですが，全pixelにアクセスしてグレイスケール画像の明るさをfor文を用いて変えようとしています．

とりあえずresizeした画像（変数はnew_img）をfor文を使って新しい変数（new_img2）
に代入して同じ画像が，まず出るか検証したのですが，実行すると図1のような画像が出ます

発生している問題・エラーメッセージ

図1

元の画像

該当のソースコード

import cv2
import numpy as np

＃ 元となる画像の読み込み:imread('filename')
img = cv2.imread('apple.jpg',cv2.COLOR_BGR2GRAY)

＃グレイスケールに変換:imread('filename', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
gry = cv2.imread('apple.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

＃指定した画素値にアクセス：BGR画像の画素値は青，緑，赤の色成分の値の配列，グ＃レースケール画像の画素値は明るさの値を返します．
px = gry[100,100]
print(px)

new_img = cv2.resize(gry, (256,256))

height = new_img.shape[0]
width = new_img.shape[1]

new_img2 = np.zeros((256, 256))

cv2.imshow('Before change', new_img)

＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃
for i in range(256):
new_img2[i] = new_img[0,:]

＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃＃

cv2.imshow('After change', new_img2)

＃waitKey(0);何かしらのキー入力まで待機
cv2.waitKey(0)

＃destroyAllWindows():ウインドウの破棄
cv2.destroyAllWindows()

＃imwrite('保存時のファイル名', 保存画像の変数)
cv2.imwrite('apple_gry.jpg',new_img)
cv2.imwrite('apple_gry2.jpg',new_img2)

試したこと

すべての行の配列を出して元の画像と比較しましたが，変わっているところはありませんでした

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

画像の明るさを調整したい場合はガンマ補正を使ってはどうでしょうか。

ガンマ補正は各画素を以下の式で調整するものです。

変換後の画素値 = (変換前の画素値 / 255)^γ * 255

実装例

画素値は [0, 255] の 256 種類なので、各画素値の変換後の値を格納した1次元配列を作ります。(テーブルという)
このテーブルを cv2.LUT(img, table) と渡してあげると、そのテーブルに従い、画像の変換が行われます。

import cv2

img = cv2.imread("sample.jpg", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)


def gamma_correction(img, gamma=1.0):
    # テーブルを作成する。(i / 255)^gamma * 255
    table = (np.arange(256) / 255) ** gamma * 255
    # [0, 255] でクリップし、uint8 型にする。
    table = np.clip(table, 0, 255).astype(np.uint8)

    return cv2.LUT(img, table)


dst = gamma_correction(img, gamma=0.5)
cv2.imwrite("dst_gamma0.5.png", dst)

dst = gamma_correction(img, gamma=2.0)
cv2.imwrite("dst_gamma2.0.png", dst)

入力画像

ガンマ=0.5

ガンマ=2.0

追記

なぜfor文でできないのか，分かっていたら教えてもらえないでしょうか？

for 文の中に画素値を変更する処理がないからです。
明るくするなら、元の画素値 + 適当な値 を新しい画素値とする必要があるでしょう。

また 変更前の画像は (256, 256) の2次元の numpy 配列で表されます。
この配列の各要素にアクセスする場合、img[行方向のインデックス, 列方向のインデックス] とする必要がありますので、ループが2重になるはずです。

import cv2
import numpy as np

# グレースケール形式で画像を読み込む。
gray = cv2.imread("sample.jpg", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

# リサイズする。
resized = cv2.resize(gray, (256, 256))

print(resized.shape)  # (256, 256)
height, width = resized.shape

alpha = 100  # 加算する画素値
dst = np.zeros_like(resized)  # リサイズした画像と同じ型、形状の配列を作成する。
for row in range(height):
    for col in range(width):
        # 元の画素値に alpha 足して、出力の画素値にする。
        # ただし、[0, 255] に値をクリップする。
        dst[row, col] = np.clip(resized[row, col] + alpha, 0, 255)


cv2.imwrite("dst.png", dst)

Comments

[NR4200]

回答ありがとうございます
明るさ補正はできましたが
なぜfor文でできないのか，分かっていたら教えてもらえないでしょうか？

[tiitoi]

コードはそのまま質問欄に書くとインデントが崩れて正しく読めないため、お手数ですが、markdown 記法を使っていただけますでしょうか。

https://qiita.com/Qiita/items/c686397e4a0f4f11683d#code---%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%89%E3%81%AE%E6%8C%BF%E5%85%A5

[tiitoi]

> なぜfor文でできないのか，分かっていたら教えてもらえないでしょうか？

追記しました。
明るさが変わるということは、画素値の値を変更するということになりますが、for 文の中を見ると new_img2[i] = new_img[0,:] というように 画素値の値を変更するような処理は入っていませんね。
なので、明るさは変わりません。

[NR4200]

わかりやすい回答ありがとうございました．
markdown 記法使わせていただきます。