Pythonで画像の明暗を判断したいです。

Question

シェルスクリプトで画像の明暗を判断する
のサイトで、画像の明暗を数値をだして判断するというのをPythonのプログラムで使いたいです。
もしくは、ImageMagickを使わないで、画像の明暗を数字を使って判断するプログラムを教えてください。

ImageMagick の identify を用いる場合、
Python3 subprocess + ImageMagick identifyで画像のexif情報を取得するというサイトを参考にしたのプログラムを作成しましたがダメでした。

import cv2
import glob
import argparse
import numpy as np
import subprocess

from matplotlib import pyplot as plt
from scipy.linalg import fractional_matrix_power


img = cv2.imread('input/IMG841.jpg')

#flag=`identify -format "%[mean]" "img"`
flag = subprocess.run(['identify', '-format', '%[mean]', 'img'], stdout=subprocess.PIPE)

print(flag)

if flag > 25000 :
    print("明るい\n")

else:
    print("暗い\n")

$ python3 identify.py
identify: unable to open image 'img': No such file or directory @ error/blob.c/OpenBlob/3527.
identify: no decode delegate for this image format `' @ error/constitute.c/ReadImage/572.
CompletedProcess(args=['identify', '-format', '%[mean]', 'img'], returncode=1, stdout=b'')
Traceback (most recent call last):
  File "identify.py", line 18, in <module>
    if flag > 25000 :
TypeError: '>' not supported between instances of 'CompletedProcess' and 'int'

ImageMagick の identify を用いない場合、
OpenCVで明るさ(輝度),色相,彩度をグラフに描画・さらに明るさ調整が参考になると思うのですが、ImageMagickの identify と同じ様な結果を得る方法がわかりません。

どなたか教えてください。お願い致します。

Comments

[fana]

直近であなたが触っていたプログラムでは明暗の判断をしていたのではないのですか？
https://teratail.com/questions/372695

ご丁寧に

> # 画像が明るいか暗いかを判断する

とかいうコメントまで付していた様子ですが？？？

[退会済みユーザー]

ついていましたが、その範囲の中にも朝と夜の画像が変更なしに分類されました。
しかし、上記の方法では
夜の写真では24661.3
昼の写真では33199.1
と値の幅が広く判断(分けること)ができました。

なので、分けるために上の方法を使いたいのです。

[fana]

「変更なしに分類がどうのこうの」いうどうでもいい話はそのプログラム固有の事情なのであって，そこは今はどうでも良い無関係な話ではないのですか？
その判断のために用いていた情報（値）というのが存在するのではないのですか？
そしてその値は明暗を示すのではないのですか？

【Y成分の平均値】に基づいて「変更なし」とか何とか言う条件分岐をしているコードに触れていたのであれば，
「【Y成分の平均値】は明るさの指標足り得るのではないか？」とか思わないのですか？

[退会済みユーザー]

前回の試したプログラムが、自分の求めていたものじゃないから新しい手法を探しています。

なので、前回のは自分の求めていたものじゃないので、前回の質問は関係ありません。

[fana]

とか言ってるけど，輝度平均を使う回答で良しとしてるじゃん．話が通じなさ過ぎる．

Answer 1

OpenCVには画像の統計量を求める関数がありますので、利用してみてはいかがでしょう。
mean() : 平均
std() : 標準偏差
median() : 中央値
max() : 最大値
min() : 最小値
など、ほかにもいろいろあります。
min()、max()からコントラスト値を計算することもできますね。

Answer 2

もしくは、ImageMagickを使わないで、画像の明暗を数字を使って判断するプログラムを教えてください。

以下の bright.png と dark.png は なぜこの処理になるのかわかりません。 に載せられている画像を左右で分割したものです(右:bright.png,左:dark.png)。

CV2 の cv2.mean() に相当するのは %[mean] ではなく %[fx:mean] になります。

$ identify -version
Version: ImageMagick 6.9.11-60 Q16 x86_64 2021-01-25 https://imagemagick.org
Copyright: (C) 1999-2021 ImageMagick Studio LLC

$ identify -format '%[mean]' bright.png
26652.4
$ identify -format '%[fx:mean]' bright.png
0.406689
$ python3 -c 'import cv2;print(cv2.imread("bright.png").mean()/255.0)'
0.4066887976982881

$ identify -format '%[mean]' dark.png
20900.2
$ identify -format '%[fx:mean]' dark.png
0.318916
$ python3 -c 'import cv2;print(cv2.imread("dark.png").mean()/255.0)'
0.3189159146035574

# 1x1 pixel image
$ convert -size 1x1 xc:white w.png
$ identify -format '%[mean]' w.png
65535
$ identify -format '%[fx:mean]' w.png
1

もはや察しが付くかと思いますが、

  (identify -format '%[mean]') == 257 * (255 * (identify -format '%[fx:mean]'))
  // 257 * 255 == 65535

となっています。そこで ImageMagick のソースコードを眺めて見ると、以下の様な処理が行われています。

ImageMagick/quantum-private.h at main · ImageMagick/ImageMagick

ImageMagick/statistic.c at main · ImageMagick/ImageMagick

ImageMagick/statistic.c at main · ImageMagick/ImageMagick

つまり、画像の depth が 8-bit の場合は unsigned short 型変数(16-bit幅)に合わせて正規化？しています。

その様な訳ですので以下になります。

$ python3 -c 'import cv2;print("明るい" if cv2.imread("bright.png").mean()*257.0 > 25000 else "くらい")'
明るい

$ python3 -c 'import cv2;print("明るい" if cv2.imread("dark.png").mean()*257.0 > 25000 else "くらい")'
くらい

ImageMagick の identify を用いる場合、「Python3 subprocess + ImageMagick identifyで画像のexif情報を取得する」というサイトを参考にしたのプログラムを作成しましたがダメでした。

image_file = 'input/IMG841.jpg'
img = cv2.imread(image_file)
flag = subprocess.run(['identify', '-format', '%[mean]', image_file], stdout=subprocess.PIPE)

mean = float(flag.stdout)
if mean > 25000:
    print("明るい\n")
else:
    print("暗い\n")

Answer 3

簡単にやるなら以下です。

import cv2
img = cv2.imread('test.jpg')
if type(img) == type(None):
    print('read error')
else:
    print(f'mean brightness  is: {img.mean()} ({img.mean()/255})')

確認はしていませんが、常識的に考えてImageMagickもこれと同じことをやっているでしょう。
ただし、分母を255ではなく256にしている可能性はあります。

Comments

[退会済みユーザー]

$ python3 test.py
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 3, in <module>
if img == None:
ValueError: The truth value of an array with more than one element is ambiguous. Use a.any() or a.all()

[退会済みユーザー]

となってしまいました。

[jbpb0]

> img = cv2.imread('test.jpg')

の画像ファイル名「test.jpg」は、実際にそこに存在するファイル名にしてますか？

[ppaul]

チェック部分の判定を変更しました。
もう一度試してみてください。

[退会済みユーザー]

遅くなってしまい申し訳ございません。
試したところ、数値が出ました。
また、よろしければ
{img.mean()} と({img.mean()/255}が何を表しているのか教えていただけませんか？
img.mean()は平均値だと思うのですが、なんの平均なのかなど、教えていただけると幸いです。