[Python] gifとpngを相互に変換する方法

PythonでGIFとPNGを相互に変換するには、Pillowライブラリを使用します。

GIFからPNGへの変換は、GIFを読み込み、各フレームをPNGとして保存することで実現できます。

逆に、PNGからGIFへの変換は、複数のPNG画像を読み込み、save()メソッドでアニメーションGIFとして保存します。

PillowはImage.open()で画像を読み込み、Image.save()で保存するため、これらのメソッドを活用して変換が可能です。

GIFとPNGの違いと用途

GIF(Graphics Interchange Format)とPNG(Portable Network Graphics)は、どちらも画像フォーマットですが、それぞれ異なる特性と用途があります。

GIFは256色までのカラーパレットを使用し、アニメーションをサポートするため、動きのある画像や簡単なグラフィックに適しています。

一方、PNGはフルカラーをサポートし、透過性を持つため、写真や高品質な画像に向いています。

PNGは圧縮時に画質が劣化しないロスレス圧縮を使用しているため、画像の品質を保ちながら保存できます。

これらの特性を理解することで、適切なフォーマットを選択し、目的に応じた画像処理が可能になります。

Pythonで画像を扱うための準備

Pillowライブラリのインストール方法

Pythonで画像を扱うためには、Pillowライブラリを使用します。

PillowはPython Imaging Library(PIL)のフォークで、画像処理に便利な機能を提供します。

以下のコマンドを使用して、Pillowをインストールできます。

pip install Pillow

Pillowの基本的な使い方

Pillowを使って画像を開く、表示する、保存する基本的な操作を以下に示します。

from PIL import Image
# 画像を開く
image = Image.open("example.png")
# 画像を表示する
image.show()
# 画像を保存する
image.save("example_copy.png")

このコードでは、指定した画像ファイルを開き、表示し、別名で保存しています。

画像フォーマットの確認方法

Pillowを使用して画像のフォーマットを確認することもできます。

以下のコードで、画像のフォーマットを取得できます。

from PIL import Image
# 画像を開く
image = Image.open("example.png")
# 画像のフォーマットを表示する
print("画像フォーマット:", image.format)

このコードを実行すると、指定した画像のフォーマット(例：PNG、GIFなど)が表示されます。

GIFからPNGへの変換方法

単一フレームのGIFをPNGに変換する

単一フレームのGIFをPNGに変換するのは非常に簡単です。

以下のコードを使用して、GIFファイルをPNG形式で保存できます。

from PIL import Image
# GIF画像を開く
gif_image = Image.open("single_frame.gif")
# PNG形式で保存する
gif_image.save("converted_image.png", "PNG")

このコードを実行すると、single_frame.gifがconverted_image.pngとして保存されます。

複数フレームのGIFをPNGに変換する

複数フレームのGIFをPNGに変換する場合、各フレームを個別のPNGファイルとして保存することができます。

以下のコードを参照してください。

from PIL import Image
# GIF画像を開く
gif_image = Image.open("multi_frame.gif")
# 各フレームをPNG形式で保存する
for frame in range(gif_image.n_frames):
    gif_image.seek(frame)  # フレームを指定
    gif_image.save(f"frame_{frame}.png", "PNG")

このコードを実行すると、multi_frame.gifの各フレームがframe_0.png、frame_1.pngのように保存されます。

変換時の注意点(透過や色の扱い)

GIFからPNGに変換する際には、以下の点に注意が必要です。

• 透過性: GIFは1色を透過色として設定できますが、PNGはフルアルファチャンネルをサポートしています。

透過色が正しく変換されるか確認する必要があります。

• 色数: GIFは256色までのカラーパレットを使用しますが、PNGはフルカラーをサポートします。

変換後の画像が期待通りの色合いになっているか確認しましょう。

• 画質: PNGはロスレス圧縮を使用しているため、変換後の画質は保持されますが、元のGIFの画質が低い場合は、変換後も画質が低いままになります。

PNGからGIFへの変換方法

単一のPNGをGIFに変換する

単一のPNG画像をGIF形式に変換するのは簡単です。

以下のコードを使用して、PNGファイルをGIF形式で保存できます。

from PIL import Image
# PNG画像を開く
png_image = Image.open("example.png")
# GIF形式で保存する
png_image.save("converted_image.gif", "GIF")

このコードを実行すると、example.pngがconverted_image.gifとして保存されます。

複数のPNGをアニメーションGIFに変換する

複数のPNG画像をアニメーションGIFとして保存することも可能です。

以下のコードを参照してください。

from PIL import Image
import glob
# PNG画像のリストを取得
png_files = glob.glob("*.png")  # カレントディレクトリ内の全てのPNGファイルを取得
# PNG画像を開いてリストに追加
images = [Image.open(png_file) for png_file in png_files]
# アニメーションGIFとして保存する
images[0].save("animated.gif", save_all=True, append_images=images[1:], loop=0, duration=200)

このコードを実行すると、カレントディレクトリ内の全てのPNGファイルがanimated.gifとして保存されます。

loop=0は無限ループを意味し、duration=200は各フレームの表示時間を200ミリ秒に設定しています。

変換時の注意点(フレームレートやループ設定)

PNGからGIFに変換する際には、以下の点に注意が必要です。

• フレームレート: アニメーションGIFのフレームレートは、durationパラメータで設定します。

値が小さいほどフレームが速く切り替わりますが、視覚的に快適な速度を選ぶことが重要です。

• ループ設定: loopパラメータでGIFのループ回数を設定できます。

0は無限ループ、1は1回の再生を意味します。

目的に応じて適切に設定しましょう。

• 色数: GIFは256色までのカラーパレットを使用するため、元のPNG画像の色数が多い場合、色が減少する可能性があります。

変換後の画像を確認し、必要に応じて色数を調整してください。

画像変換の応用例

画像のリサイズとフォーマット変換を同時に行う

画像をリサイズしながらフォーマットを変換することができます。

以下のコードでは、PNG画像をリサイズしてGIF形式で保存します。

from PIL import Image
# PNG画像を開く
png_image = Image.open("example.png")
# 画像をリサイズする
resized_image = png_image.resize((200, 200))  # 幅200px、高さ200pxにリサイズ
# GIF形式で保存する
resized_image.save("resized_image.gif", "GIF")

このコードを実行すると、example.pngがリサイズされ、resized_image.gifとして保存されます。

画像の圧縮とフォーマット変換を組み合わせる

画像を圧縮しながらフォーマットを変換することも可能です。

以下のコードでは、PNG画像をJPEG形式に変換し、圧縮率を指定して保存します。

from PIL import Image
# PNG画像を開く
png_image = Image.open("example.png")
# JPEG形式で保存する(圧縮率を指定)
png_image.save("compressed_image.jpg", "JPEG", quality=85)  # qualityは1～100の範囲

このコードを実行すると、example.pngが圧縮され、compressed_image.jpgとして保存されます。

qualityパラメータで圧縮率を調整できます。

透過PNGをGIFに変換する際の背景色設定

透過PNGをGIFに変換する際、背景色を設定することができます。

以下のコードでは、透過PNGをGIFに変換し、背景色を白に設定します。

from PIL import Image
# 透過PNG画像を開く
png_image = Image.open("transparent_image.png")
# 背景色を白で新しい画像を作成
background = Image.new("RGB", png_image.size, (255, 255, 255))  # 白背景
background.paste(png_image, (0, 0), png_image)  # 透過部分を背景に重ねる
# GIF形式で保存する
background.save("converted_with_background.gif", "GIF")

このコードを実行すると、透過PNGが白い背景のGIFとして保存されます。

画像の一括変換スクリプトの作成

複数の画像を一括で変換するスクリプトを作成することもできます。

以下のコードでは、指定したフォルダ内の全てのPNGファイルをGIF形式に変換します。

from PIL import Image
import glob
import os
# PNGファイルのリストを取得
png_files = glob.glob("*.png")  # カレントディレクトリ内の全てのPNGファイルを取得
# 各PNGファイルをGIF形式で保存
for png_file in png_files:
    image = Image.open(png_file)
    gif_file = os.path.splitext(png_file)[0] + ".gif"  # 拡張子をGIFに変更
    image.save(gif_file, "GIF")

このコードを実行すると、カレントディレクトリ内の全てのPNGファイルがGIF形式に変換されます。

エラーハンドリングとデバッグ

画像ファイルが存在しない場合の対処法

画像ファイルが存在しない場合、FileNotFoundErrorが発生します。

このエラーを適切に処理するために、try-except文を使用してエラーハンドリングを行います。

以下のコードは、指定した画像ファイルが存在しない場合にエラーメッセージを表示します。

from PIL import Image
file_name = "non_existent_image.png"
try:
    # 画像を開く
    image = Image.open(file_name)
except FileNotFoundError:
    print(f"エラー: '{file_name}' が見つかりません。ファイル名を確認してください。")

このコードを実行すると、指定したファイルが存在しない場合にエラーメッセージが表示されます。

変換時に発生するエラーの対処法

画像の変換中にエラーが発生することがあります。

例えば、無効な画像フォーマットや不正なデータが原因でエラーが発生することがあります。

以下のコードでは、変換時のエラーを捕捉し、エラーメッセージを表示します。

from PIL import Image
try:
    # 画像を開く
    image = Image.open("example.txt")  # 無効なファイルを指定
    # GIF形式で保存する
    image.save("converted_image.gif", "GIF")
except Exception as e:
    print(f"変換中にエラーが発生しました: {e}")

このコードを実行すると、無効なファイルを指定した場合にエラーメッセージが表示されます。

画像フォーマットの不一致によるエラーの回避

画像フォーマットの不一致によるエラーを回避するためには、画像のフォーマットを事前に確認することが重要です。

以下のコードでは、画像のフォーマットを確認し、適切な処理を行います。

from PIL import Image
file_name = "example.gif"
try:
    # 画像を開く
    image = Image.open(file_name)
    
    # フォーマットを確認
    if image.format not in ["GIF", "PNG"]:
        raise ValueError("サポートされていないフォーマットです。GIFまたはPNGを使用してください。")
    
    # PNG形式で保存する
    image.save("converted_image.png", "PNG")
except ValueError as ve:
    print(f"エラー: {ve}")
except Exception as e:
    print(f"エラーが発生しました: {e}")

このコードを実行すると、サポートされていないフォーマットの場合にエラーメッセージが表示され、適切なフォーマットでない場合の処理を行うことができます。

まとめ

この記事では、GIFとPNGの相互変換に関する具体的な方法や注意点について詳しく解説しました。

特に、PythonのPillowライブラリを使用した画像の変換手法や、エラーハンドリングの重要性についても触れました。

これを機に、画像処理のスキルを向上させ、さまざまなプロジェクトで活用してみてください。