ほしぞloveログ

天体観測始めました。

カテゴリ: プログラミング

以前、星像切り出し用のコードをPythonで書いたのですが、




Matlab用に少し書き直したので公開します。結果はすでにここ最近の記事で使っているので、これまでに見ている方も多いかと思います。デザインはピンとくる方もいるかと思いますが、スターベース東京のブログの作例の切り出し画像のフォーマットに合わせてあります。

ファイル選択ですが、以前選んだフォルダを覚えるようにしました。以下のページを参考にしました。ありがとうございました。
前回の対応フォーマットはJPEGだけでしたが、今回はMatlabのimreadコマンドでサポートする画像ファイルに対応しています。なので、かなりのフォーマットに対応するはずです。実際に全部試したわけではないので分かりませんが、
  • BMP、JPEG、PNG、CUR、JPEG 2000、PPM、GIF、PBM、RAS、HDF4、PCX、TIFF、ICO、PGM、XWD

に対応するらしいです。天文で関連するのは主にJPG, PNG, TIFFくらいでしょうか。RAWファイルはあまり対応できないのですが、個別にFITS形式だけ対応させておきました。

カラーの8bit、16bitに対応しています。32bitには対応していません。あと、グレー画像は多分ダメです。結果はファイル名に”_cut25”というのが足されて、元のファイル形式と同じ形式(例えばjpgならjpg、tifならtif)に書き出されます。


7bc22bb9_cut


あまり綺麗でないですが、ソースコードです。 コピペして、Matlab上で走らせてみてください。上のような画像が出てくるはずです。簡単なコードなので、各自で希望に応じて適当に書き換えてみてください。3x3マスとかも簡単にできるはずです。

clear; %%% Paramters CS = 300; BW = 5; % File select if ispref('MyPreferences','LastUigetfileFolder') folder = getpref('MyPreferences','LastUigetfileFolder'); if ~ischar(folder) folder = '/Users/'; % for mac. if windows use 'C:\'. end else folder = '/Users/'; % for mac. if windows use 'C:\'. end [file,path] = uigetfile({ '*.*', 'All files(*.*)'}, 'Pick a file','MultiSelect', 'on',folder); if ~isnumeric(path) setpref('MyPreferences','LastUigetfileFolder',path) end % Reading image with size and class (full size) [filepath,name,ext] = fileparts(file); if extractBefore(ext,5) == '.fit' Img = fitsread(fullfile(path, file)); else Img(:,:,:) = imread(fullfile(path, file)); end [y, x, l] = size(Img); if isa(Img,'uint16') cv = 256; else cv = 1; end % Size of ASP-C ay = round(size(Img,1)/1.6); ax = round(size(Img,2)/1.6); % empty cut image CutImg = zeros(5*CS+6*BW, 5*CS+6*BW, 3, class(Img)); % Orange area CutImg(:,:,1) = 235 *cv; CutImg(:,:,2) = 170 *cv; CutImg(:,:,3) = 80 *cv; % Blue Area BA = CS+BW+1:4*CS+5*BW; CutImg(BA,BA,1) = 50 *cv; CutImg(BA,BA,2) = 50 *cv; CutImg(BA,BA,3) = 80 *cv; % Define areas in cut image C = zeros(CS,5); for i = 1:5 C(:,i) = (i-1)*CS+i*BW+1:i*(CS+BW); end % Area in original image IX(:,1) = 1:CS; IX(:,2) = round((x-ax)/2)+1:round((x-ax)/2)+CS; IX(:,3) = round((x-CS)/2)+1:round((x+CS)/2); IX(:,4) = round((x+ax)/2)+1:round((x+ax)/2)+CS; IX(:,5) = x-CS+1:x; IY(:,1) = 1:CS; IY(:,2) = round((y-ay)/2)+1:round((y-ay)/2)+CS; IY(:,3) = round((y-CS)/2)+1:round((y+CS)/2); IY(:,4) = round((y+ay)/2)+1:round((y+ay)/2)+CS; IY(:,5) = y-CS+1:y; % Filling cut image by original cut for i = 1:5 for j = 1:5 if ( ((j==1)||(j==5)) && ((i==2)||(i==4)) ) || ( ((j==2)||(j==4)) && ((i==1)||(i==5)) ) CutImg(C(:,i),C(:,j),:) = 256 *cv; % fill with white else CutImg(C(:,i),C(:,j),:) = Img(IY(:,j),IX(:,i),:); end end end %image(CutImg); if extractBefore(ext,5) == '.fit' fitswrite (CutImg, fullfile(path, [name,'_cut25',ext])); else imwrite (CutImg, fullfile(path, [name,'_cut25',ext])); end




途中からいろいろ簡略化しているのでわかりにくいと思います。% Define areas in cut image以降を、以下のコードに置き換えるとまだわかりやすいかと思います。

% Define areas in cut image C1 = 0*CS+1*BW+1:1*CS+1*BW; C2 = 1*CS+2*BW+1:2*CS+2*BW; C3 = 2*CS+3*BW+1:3*CS+3*BW; C4 = 3*CS+4*BW+1:4*CS+4*BW; C5 = 4*CS+5*BW+1:5*CS+5*BW; % Area in original image IX1 = 1:CS; IX2 = round((x-ax)/2)+1:round((x-ax)/2)+CS; IX3 = round((x-CS)/2)+1:round((x+CS)/2); IX4 = round((x+ax)/2)+1:round((x+ax)/2)+CS; IX5 = x-CS+1:x; IY1 = 1:CS; IY2 = round((y-ay)/2)+1:round((y-ay)/2)+CS; IY3 = round((y-CS)/2)+1:round((y+CS)/2); IY4 = round((y+ay)/2)+1:round((y+ay)/2)+CS; IY5 = y-CS+1:y; % Filling cut image by original cut CutImg(C1,C1,:) = Img(IY1,IX1,:); CutImg(C2,C1,:) = 256 *cv; CutImg(C3,C1,:) = Img(IY3,IX1,:); CutImg(C4,C1,:) = 256 *cv; CutImg(C5,C1,:) = Img(IY5,IX1,:); CutImg(C1,C2,:) = 256 *cv; CutImg(C2,C2,:) = Img(IY2,IX2,:); CutImg(C3,C2,:) = Img(IY3,IX2,:); CutImg(C4,C2,:) = Img(IY4,IX2,:); CutImg(C5,C2,:) = 256 *cv; CutImg(C1,C3,:) = Img(IY1,IX3,:); CutImg(C2,C3,:) = Img(IY2,IX3,:); CutImg(C3,C3,:) = Img(IY3,IX3,:); CutImg(C4,C3,:) = Img(IY4,IX3,:); CutImg(C5,C3,:) = Img(IY5,IX3,:); CutImg(C1,C4,:) = 256 *cv; CutImg(C2,C4,:) = Img(IY2,IX4,:); CutImg(C3,C4,:) = Img(IY3,IX4,:); CutImg(C4,C4,:) = Img(IY4,IX4,:); CutImg(C5,C4,:) = 256 *cv; CutImg(C1,C5,:) = Img(IY1,IX5,:); CutImg(C2,C5,:) = 256 *cv; CutImg(C3,C5,:) = Img(IY3,IX5,:); CutImg(C4,C5,:) = 256 *cv; CutImg(C5,C5,:) = Img(IY5,IX5,:);







画像処理で出来上がったファイルの四隅の星像を比べたくなることがあると思います。これまでPhotoshopで手作業で切り取り貼り付けを駆使して作っていたのですが、何度もやるとなるとめんどくさいので、簡単にできるようにpythonとOpenCVを使って作ってみました。

超お手軽プロブラミングなので、内容はソースを見たらすぐにわかると思います。唯一工夫したところはファイル名をGUIで選択するところくらいでしょうか。Macで試しましたが、多分Windows他でも動くと思います。(すみません、チェックもしてません。)


必要な環境

環境を構築するのもいたって簡単です。今回はMacで試したので、Macでやる場合を書きます。WindowsなどでもPythonとOpenCVが動く環境なら走るはずなので、難しくもなんともないと思います。

1. Macの場合、Phython3はHomebrewからインストールするといいでしょう。Homebreはターミナルを立ち上げて、

/usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

でインストールできます。


2. 次にPython3です。これもコマンド一発で、

brew install python3


3. 最後はOpenCVのインストールです。

pip3 install opencv-python

でインストール完了です。xcodeをインストールしていない場合は、最初にそれも必要かも。うまくいかない場合は、私なんかの説明よりも、適当に検索すればOpenCVが使えるようになるまでの説明はすぐに出てくるので、探してみてください。


ソースコード

さて、python3とOpenCVの環境が整ったら次はプログラミングです。今回はホントにチャカチャカっと書いたコードなので、全然綺麗ではありませんのでご容赦ください。ファイル選択の際文句が出たりもしますが、とりあえず動きます。

エディタなどで以下のコードをテキストファイルにコピぺして、適当なファイル名をつけて、拡張子を.pyにすれば準備完了です。

import cv2
import numpy as np
import tkinter
from tkinter import messagebox as tkMessageBox #python3
from tkinter import filedialog as tkFileDialog #python3


def pathname(fullpath):
    n = fullpath.rfind('/') + 1
    return fullpath[:n]

def select():
    root=tkinter.Tk()
    root.withdraw()
    fTyp = [('JPEG file','*.jpg')]
    iDir = '/Users/ユーザー名/' #自分のユーザー名を入れてください
    filename = tkFileDialog.askopenfilename(filetypes=fTyp,initialdir=iDir,title = "ファイル選択")
    iDir = pathname(filename)
    return filename


filenameselect = select()
img = cv2.imread(filenameselect)


mlen = 250
size = img.shape
roi_UL = img[0:mlen, 0:mlen]
roi_UR = img[0:mlen, size[1]-mlen:size[1]]
roi_LL = img[size[0]-mlen:size[0], 0:mlen]
roi_LR = img[size[0]-mlen:size[0], size[1]-mlen:size[1]]
roi_CC = img[round((size[0]-mlen)/2):round((size[0]+mlen)/2), round((size[1]-mlen)/2):round((size[1]+mlen)/2)]

width = mlen*3
height = mlen*3
imageArray = np.zeros((height, width, 3), np.uint8)
count = np.array([[0,0],[0, mlen*3],[mlen*3, mlen*3],[mlen*3, 0]])
cv2.fillPoly(imageArray, pts=[count], color=(255,255,255))

imageArray[0:mlen, 0:mlen] = roi_UL
imageArray[0:mlen, mlen*2:mlen*3] = roi_UR
imageArray[mlen*2:mlen*3, 0:mlen] = roi_LL
imageArray[mlen*2:mlen*3, mlen*2:mlen*3] = roi_LR
imageArray[mlen:mlen*2, mlen:mlen*2] = roi_CC

savefile = filenameselect.replace('.jpg', '_4cut.jpg')
cv2.imwrite(savefile,imageArray)



実行結果

ターミナル上で上のプログラムがあるフォルダに行き、

python3.py ファイル名.py

とかで実行すると、画像ファイルを選択するダイアログが現れます。ダイアログが前面に出てこないことがあるので、下のDocからPythonというアイコンを選んでみてください。JPEGファイルしか選べませんが、プログラムの中の15行目を*.pngとかすれば多少他のファイル形式も選べます。

切り取りたいファイルを選択すると、同じフォルダの中に

オリジナルファイル名_4cut.jpg

というファイルが出来上がります。

出来上がりは下のようになります。元の画像から四隅250x250ドット分と真ん中を250x250ドット分を切り取って750x750ドットのファイルを作ってくれます。ホントにこれだけです。

test_4cut


ちなみにこれは、タカハシの新フラットナーで撮ったFS-60CBの星像です。カモメ星雲ですが現在画像処理中のものです。ほとんど流れていないことがわかると思います。元々の動機が、新旧フラットナー、レデューサー、エクステンダーでの四隅の星像を比較したくて、いちいちやるのがめんどくさいのでプログラミングに走ったというわけです。

今回のプログラムは色々制限もありますが、簡単なプログラムなので中身もすぐにわかると思います。各自で適当に改良してみてください。

例えば、26行目の250を他の値に変えると切り出してくれる画像の大きさが変わります。
ちょっと頑張れば上下左右も合わせて8方向の切り取りとかもできると思います。

画像処理プログラミングの取っ掛かりとしては、いい練習になるかと思います。

(追記: Matlabバージョンの切り出しプログラムも書いています。スターベースのブログと同じ形式で5x5マスでフルサイズとAPS-Cサイズを見るものです。よかったらこちらもどうぞ。)


参考ページ

以下のページを参考にしました。
どのページもわかりやすくて、とても役に立ちました。どうもありがとうございました。 

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