[Python] 画像をtiff形式に出力する方法

Pythonで画像をTIFF形式に出力するには、Pillowライブラリを使用するのが一般的です。

PillowはPython Imaging Library (PIL) の後継で、画像の読み込み、編集、保存が可能です。

まず、Pillowをインストールし、Imageモジュールを使って画像を読み込み、save()メソッドでTIFF形式に保存します。

例えば、img.save('output.tiff')のように指定します。

TIFFは可逆圧縮をサポートしており、高品質な画像保存に適しています。

Pillowライブラリのインストールと基本設定

Pillowとは？

Pillowは、Pythonで画像処理を行うためのライブラリです。

PIL(Python Imaging Library)の後継として開発され、画像の読み込み、加工、保存などの機能を提供します。

JPEG、PNG、TIFFなど、さまざまな画像フォーマットに対応しており、簡単に画像を操作できるため、データ分析やWebアプリケーションで広く利用されています。

Pillowのインストール方法

Pillowは、Pythonのパッケージ管理ツールであるpipを使用して簡単にインストールできます。

以下のコマンドを実行してください。

pip install Pillow

必要なモジュールのインポート

Pillowを使用するためには、まず必要なモジュールをインポートする必要があります。

以下のコードを参考にしてください。

from PIL import Image

画像ファイルの読み込み方法

Pillowを使って画像ファイルを読み込むには、Image.open()メソッドを使用します。

以下のサンプルコードでは、画像ファイルを読み込み、その情報を表示します。

from PIL import Image
# 画像ファイルの読み込み
image = Image.open('example.jpg')
# 画像の情報を表示
print(f'画像のサイズ: {image.size}')
print(f'画像のフォーマット: {image.format}')

画像のサイズ: (幅, 高さ)
画像のフォーマット: JPEG

このように、Pillowを使うことで簡単に画像を読み込み、その情報を取得することができます。

TIFF(Tagged Image File Format)は、高品質な画像を保存するためのファイル形式です。

主に印刷業界やデジタル画像処理の分野で広く使用されています。

TIFF形式は、非圧縮または可逆圧縮のオプションを提供し、画像の品質を損なうことなく保存できるため、プロフェッショナルな用途に適しています。

また、TIFFファイルは複数のページを持つことができ、画像のメタデータを含むことも可能です。

このため、アーカイブやデジタルアート、スキャンした文書の保存など、さまざまなシーンで利用されています。

TIFF形式は、JPEGやPNGなどの他の画像形式と比較して、ファイルサイズが大きくなることが多いですが、その分、画像の詳細や色の再現性が優れています。

Pythonで画像をTIFF形式に変換する方法

画像の読み込み

まず、Pillowライブラリを使用して画像ファイルを読み込みます。

以下のサンプルコードでは、JPEG形式の画像を読み込む方法を示しています。

from PIL import Image
# 画像ファイルの読み込み
image = Image.open('example.jpg')

画像のTIFF形式への変換

読み込んだ画像をTIFF形式に変換するには、特に追加の処理は必要ありません。

Pillowのconvert()メソッドを使用して、画像をTIFF形式に変換します。

# 画像をTIFF形式に変換
tiff_image = image.convert('RGB')

画像の保存方法

変換した画像をTIFF形式で保存するには、save()メソッドを使用します。

以下のコードでは、TIFF形式で画像を保存する方法を示しています。

# TIFF形式で画像を保存
tiff_image.save('output_image.tiff')

圧縮オプションの指定方法

TIFF形式で画像を保存する際に、圧縮オプションを指定することも可能です。

以下のサンプルコードでは、LZW圧縮を使用してTIFF画像を保存する方法を示しています。

# LZW圧縮を使用してTIFF形式で画像を保存
tiff_image.save('output_image_lzw.tiff', compression='tiff_lzw')

このように、Pillowを使用することで、簡単に画像をTIFF形式に変換し、保存することができます。

また、圧縮オプションを指定することで、ファイルサイズを抑えることも可能です。

TIFF形式の圧縮オプション

圧縮なしでの保存

TIFF形式で画像を圧縮なしで保存する場合、save()メソッドを使用し、圧縮オプションを指定しないか、compression引数をNoneに設定します。

以下のサンプルコードでは、圧縮なしでTIFF画像を保存する方法を示しています。

from PIL import Image
# 画像ファイルの読み込み
image = Image.open('example.jpg')
# TIFF形式で圧縮なしで画像を保存
image.save('output_image_uncompressed.tiff', compression=None)

LZW圧縮の使用

LZW圧縮は、TIFF形式でよく使用される可逆圧縮方式です。

画像の品質を保ちながらファイルサイズを小さくすることができます。

以下のサンプルコードでは、LZW圧縮を使用してTIFF画像を保存する方法を示しています。

# LZW圧縮を使用してTIFF形式で画像を保存
image.save('output_image_lzw.tiff', compression='tiff_lzw')

JPEG圧縮の使用

JPEG圧縮は、TIFF形式で使用できる非可逆圧縮方式です。

ファイルサイズを大幅に削減できますが、画像の品質が若干損なわれる可能性があります。

以下のサンプルコードでは、JPEG圧縮を使用してTIFF画像を保存する方法を示しています。

# JPEG圧縮を使用してTIFF形式で画像を保存
image.save('output_image_jpeg.tiff', compression='jpeg')

Deflate圧縮の使用

Deflate圧縮は、TIFF形式で使用できる可逆圧縮方式の一つで、ファイルサイズを小さくしつつ、画像の品質を保つことができます。

以下のサンプルコードでは、Deflate圧縮を使用してTIFF画像を保存する方法を示しています。

# Deflate圧縮を使用してTIFF形式で画像を保存
image.save('output_image_deflate.tiff', compression='tiff_deflate')

これらの圧縮オプションを使用することで、TIFF形式の画像を効率的に保存し、必要に応じてファイルサイズを調整することができます。

画像の加工とTIFF形式での保存

画像のリサイズ

画像のリサイズは、指定した幅と高さに画像を変更する処理です。

Pillowのresize()メソッドを使用して、簡単にリサイズできます。

以下のサンプルコードでは、画像を200×200ピクセルにリサイズし、TIFF形式で保存する方法を示しています。

from PIL import Image
# 画像ファイルの読み込み
image = Image.open('example.jpg')
# 画像のリサイズ
resized_image = image.resize((200, 200))
# TIFF形式でリサイズした画像を保存
resized_image.save('output_image_resized.tiff')

画像の回転

画像を回転させるには、rotate()メソッドを使用します。

以下のサンプルコードでは、画像を90度回転させ、TIFF形式で保存する方法を示しています。

# 画像の回転
rotated_image = image.rotate(90)
# TIFF形式で回転した画像を保存
rotated_image.save('output_image_rotated.tiff')

画像のトリミング

画像のトリミングは、指定した領域を切り取る処理です。

crop()メソッドを使用して、画像の一部を切り取ることができます。

以下のサンプルコードでは、画像の左上から幅100ピクセル、高さ100ピクセルの領域をトリミングし、TIFF形式で保存する方法を示しています。

# トリミングする領域を指定 (左, 上, 右, 下)
crop_area = (0, 0, 100, 100)
cropped_image = image.crop(crop_area)
# TIFF形式でトリミングした画像を保存
cropped_image.save('output_image_cropped.tiff')

画像のフィルタリング

画像にフィルターを適用することで、さまざまな効果を得ることができます。

Pillowには、いくつかのフィルターが用意されています。

以下のサンプルコードでは、ぼかしフィルターを適用し、TIFF形式で保存する方法を示しています。

from PIL import ImageFilter
# 画像にぼかしフィルターを適用
filtered_image = image.filter(ImageFilter.BLUR)
# TIFF形式でフィルタリングした画像を保存
filtered_image.save('output_image_filtered.tiff')

これらの加工手法を使用することで、画像を自由に編集し、TIFF形式で保存することができます。

Pillowを活用することで、さまざまな画像処理が簡単に行えます。

複数ページのTIFFファイルの作成

複数ページTIFFとは？

複数ページTIFF(Multi-page TIFF)は、1つのTIFFファイルに複数の画像を格納できる形式です。

この形式は、スキャンした文書やアニメーション、または複数の関連画像を1つのファイルにまとめる際に便利です。

各ページは独立した画像として扱われ、TIFFファイルを開くことで、ページを切り替えながら表示することができます。

これにより、ファイル管理が容易になり、関連する画像を一つのファイルで扱うことができます。

複数ページTIFFの作成方法

複数ページTIFFを作成するには、Pillowのsave()メソッドを使用し、append_images引数に追加する画像のリストを指定します。

以下のサンプルコードでは、複数の画像を読み込み、1つのTIFFファイルに保存する方法を示しています。

from PIL import Image
# 複数の画像ファイルを読み込む
image1 = Image.open('page1.jpg')
image2 = Image.open('page2.jpg')
image3 = Image.open('page3.jpg')
# 複数ページTIFFを作成
image1.save('multi_page_output.tiff', save_all=True, append_images=[image2, image3])

複数ページTIFFの読み込み方法

複数ページTIFFファイルを読み込むには、Image.open()メソッドを使用し、seek()メソッドでページを切り替えます。

以下のサンプルコードでは、複数ページTIFFファイルを読み込み、各ページの情報を表示する方法を示しています。

# 複数ページTIFFファイルの読み込み
multi_page_image = Image.open('multi_page_output.tiff')
# 各ページの情報を表示
for page in range(multi_page_image.n_frames):
    multi_page_image.seek(page)
    print(f'ページ {page + 1} のサイズ: {multi_page_image.size}')
    print(f'ページ {page + 1} のフォーマット: {multi_page_image.format}')

このように、Pillowを使用することで、複数ページのTIFFファイルを簡単に作成し、読み込むことができます。

複数の画像を一つのファイルにまとめることで、効率的なファイル管理が可能になります。

応用例：TIFF形式を使った画像処理

画像のバッチ処理でTIFF形式に変換

複数の画像ファイルを一括でTIFF形式に変換するバッチ処理を行うことができます。

以下のサンプルコードでは、指定したフォルダ内のすべてのJPEG画像をTIFF形式に変換し、保存する方法を示しています。

import os
from PIL import Image
# 変換する画像が格納されているフォルダ
input_folder = 'input_images'
output_folder = 'output_images'
# フォルダ内のすべてのJPEG画像をTIFF形式に変換
for filename in os.listdir(input_folder):
    if filename.endswith('.jpg') or filename.endswith('.jpeg'):
        image = Image.open(os.path.join(input_folder, filename))
        tiff_filename = os.path.splitext(filename)[0] + '.tiff'
        image.save(os.path.join(output_folder, tiff_filename))

画像のメタデータを含めたTIFF保存

TIFF形式は、画像のメタデータを含めることができます。

以下のサンプルコードでは、画像のメタデータを設定し、TIFF形式で保存する方法を示しています。

# 画像ファイルの読み込み
image = Image.open('example.jpg')
# メタデータの設定
metadata = {
    'Author': 'John Doe',
    'Description': 'Sample image with metadata'
}
# TIFF形式でメタデータを含めて保存
image.save('output_image_with_metadata.tiff', tiffinfo=metadata)

TIFF形式での画像圧縮と解凍

TIFF形式では、圧縮された画像を保存し、後で解凍することができます。

以下のサンプルコードでは、LZW圧縮を使用してTIFF画像を保存し、再度読み込む方法を示しています。

# 画像ファイルの読み込み
image = Image.open('example.jpg')
# LZW圧縮を使用してTIFF形式で画像を保存
image.save('output_image_compressed.tiff', compression='tiff_lzw')
# 圧縮されたTIFF画像の読み込み
compressed_image = Image.open('output_image_compressed.tiff')
print(f'圧縮された画像のサイズ: {compressed_image.size}')

TIFF形式を使った画像の解析

TIFF形式の画像を解析することで、画像の特性や内容を理解することができます。

以下のサンプルコードでは、TIFF画像のサイズやフォーマット、メタデータを表示する方法を示しています。

# TIFF画像の読み込み
tiff_image = Image.open('output_image_with_metadata.tiff')
# 画像の情報を表示
print(f'画像のサイズ: {tiff_image.size}')
print(f'画像のフォーマット: {tiff_image.format}')
# メタデータの表示
if 'Author' in tiff_image.info:
    print(f'著者: {tiff_image.info["Author"]}')
if 'Description' in tiff_image.info:
    print(f'説明: {tiff_image.info["Description"]}')

これらの応用例を通じて、TIFF形式を活用したさまざまな画像処理が可能であることがわかります。

Pillowを使用することで、効率的に画像を扱い、必要な情報を取得することができます。

まとめ

この記事では、PythonのPillowライブラリを使用して画像をTIFF形式に変換する方法や、TIFF形式の特性、圧縮オプション、複数ページTIFFの作成方法について詳しく解説しました。

また、画像の加工やメタデータの取り扱い、バッチ処理の実例も紹介しました。

これらの知識を活用して、画像処理の効率を向上させ、さまざまなプロジェクトに応用してみてください。