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Pythonで画像を回転させる方法を現役エンジニアが解説【初心者向け】

初心者向けにPythonで画像を回転させる方法について現役エンジニアが解説しています。Pythonで画像処理を行うことのできるライブラリには、OpenCVとPillow(PIL)とNumpyがあります。どのライブラリでも画像の回転を行うことが出来ます。それぞれの特徴や違いなどを解説します。

テックアカデミーマガジンは受講者数No.1のプログラミングスクール「テックアカデミー」が運営。初心者向けにプロが解説した記事を公開中。現役エンジニアの方はこちらをご覧ください。 ※ アンケートモニター提供元：GMOリサーチ株式会社　調査期間：2021年8月12日～8月16日　 調査対象：2020年8月以降にプログラミングスクールを受講した18～80歳の男女1,000名　 調査手法：インターネット調査

Pythonで画像を回転させる方法について、TechAcademyのメンター（現役エンジニア）が実際のコードを使用して、初心者向けに解説します。

 

Pythonについてそもそもよく分からないという方は、Pythonとは何なのか解説した記事を読むとさらに理解が深まります。

 

なお本記事は、TechAcademyのオンラインブートキャンプ、Python講座の内容をもとに紹介しています。

 

田島悠介

今回は、Pythonに関する内容だね！

大石ゆかり

どういう内容でしょうか？

田島悠介

Pythonで画像を回転させる方法について詳しく説明していくね！

大石ゆかり

お願いします！

この記事では、Pythonを使って画像を回転させる方法について紹介していきます。

画像の回転に利用できるライブラリ

Pythonで画像処理を行うことのできるライブラリは主に3つあって、OpenCVとPillow(PIL)とNumpy呼ばれるライブラリです。

このうちどのライブラリを使っても画像の回転を実装できます。

OpenCVを利用して画像を回転してみよう

まず、OpenCVを使った画像の回転方法について紹介します。

OpenCVの場合は、rotate()関数を使って画像を回転させることができます。

画像の読み込みは、imread()関数を使って、

cv2.imread(画像データのパス)

で行なうことができ、

読み込まれたndarray型の画像データを、rotate()関数を使って、

cv2.rotate(画像のndarrayデータ,  回転の角度と方向を指定する定数)

とすることで画像を回転させます。

「回転の角度と方向を指定する定数」というのは、OpenCVで予め決められたものを使います。定数は、

  • cv2.ROTATE_90_CLOCKWISE
    時計回りに90度回転
  • cv2.ROTATE_90_COUNTERCLOCKWISE
    反時計周りに90度回転
  • cv2.ROTATE_180
    180度回転

の3種類です。

OpenCVで画像を表示するときは、

cv2.imshow(画像データ)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

とすれば、ウィンドウに画像が表示され、キーボードのキーのいずれかを入力すると閉じるようになっています。

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Pillowをを利用して画像を回転してみよう

次に、Pillowを使う場合について紹介します。

Pillowを使って画像の回転を行なう場合は、 rotate()メソッドを使います。

Pillowのrotate()メソッドの場合は、回転を細かく設定できることに加えて、平行移動や出力される画像のサイズの調整などの機能がついていて、自由度の高い方法です。

今回は、回転させる方法についての説明にとどまるので、rotate()メソッドについて詳しく知りたい場合は調べてみると良いでしょう。

Pillowでは、Imageモジュールのopen()関数を使って画像を読み込むことができます。

Image.open(画像データのパス)

そして、rotate()メソッドを使って画像を回転させる場合は、回転させたい角度を以下のように指定します。

読み込んだ画像データ.rotate(回転させたい角度)

例えば、読み込んだ画像データがimgという名前の場合、

img_rotate = img.rotate(90)

とすることで、時計周りに90度回転させた画像をimg_rotateとして取得できます。

ちなみに、Pillowの場合は画像を

画像データ.show()

で表示できます。

NumPyを利用して画像を回転してみよう

画像を回転させる方法の3番目として、Numpyライブラリを使う方法があります。

Numpyを使って回転させる場合は、Pillowで画像を読み込んだ後、ndarrayに変換することに注意してください。

なので、画像の読み込みは、

np.array(Image.open(画像データのパス))

で行ないます。

そして、画像の回転は、np.rot90()関数を使って、

np.rot90(回転させたい画像データ, 90度回転を何回するか)

として行ないます。

例えば、画像データがimgの場合は、

img_rotate = np.rot90(img, 2)

とすることで、img_rotateに180度回転した画像を取得できます。

ただし、この画像を表示したい場合にはPillowで表示できるように、

img_rotate = Image.fromarray(img_rotate)

でImageファイルに変換してから表示する必要があることに注意してください。

まとめ

以上、Pythonで画像を回転させる3つの方法について解説しました。

かんたんな回転であればどのライブラリを使っても結果は変わりませんが、詳しく設定したい場合はPillowを使うと良いでしょう。

一番楽にできるのは、OpenCVを使った方法だと思います。

行ないたい処理と自分の好みに合わせて使うライブラリを変えてみるとよいでしょう。

監修してくれたメンター

メンターOS

AIプログラミングを使って開発を行う。

プログラミング歴は約3年でPythonは割と得意。好きな物理理論は一般相対性理論で動物も好き。

 

大石ゆかり

内容分かりやすくて良かったです！

田島悠介

ゆかりちゃんも分からないことがあったら質問してね！

大石ゆかり

分かりました。ありがとうございます！

 

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[Inspector]タブの[Transform]で、[Position]の[X]、[Y]、[Z]の値を全て「0」に設定します。 （[Inspector]タブには、[Hierarchy]タブで選択されているオブジェクトの設定項目が表示されます。）   次に、ライトを作成します。 画面上部のタブで、[GameObject]タブから、[Light]→[Directional Light]と選択します。 Hierarchyタブで「Directional light」が作成されたことを確認できます。 　 作成したライトは設定を変更しなくてもかまいませんが、今回は座標を「0,2,0」(先程作成したCubeの真上)に設定します。   Transformの設定には、シーンビュー（[Scene]タブで表示されるウインドウ）を使うと便利です。 HierarchyタブでCubeを選択して、[Edit]→[Frame Selected]を選択すると、選択したオブジェクト(今回の場合はCube)がシーンビューの画面に収まるように調整されます。 (シーンビュー上にマウスカーソルを乗せ、キーボードのFキーを押すことでも同様の操作になります。) 　 シーンビューでCubeの全体がカメラに収まるように移動します。   それでは、シーンビューの基本操作を解説します。 カメラを自由に動かして、オブジェクトを好きな角度から見ることに慣れてみましょう。   まずは視点の並行移動です。 マウスの真ん中ボタン（ホイール）をクリックしながら動かすことで、カメラを並行移動できます。 多くの場合この操作でカメラのおおまかな位置を調整します。 次に注視点の操作です。カメラの位置は変えずに見ている方向だけを変えます。 マウスを右クリックしながら動かすことで、注視点を動かすことができます。 キャラクターなどを見るには向いていない操作ですが、広いマップの中を見回したりする場合に使用することが多い操作です。 次は視点の移動です。カメラが見ている位置は変更せずに、カメラの位置だけを移動します。 Windowsの場合はキーボドの「Alt」Macの場合はキーボードの「Option」を押しながら、マウスを左ドラッグします。 キャラクターなどのオブジェクトを色々な方向から確認する際に多様する操作です。 最後に、カメラの前後操作です。 マウスホイールを上下に操作することで、カメラを前後に移動できます。 ズーム倍率を変えているのではなく、実際にカメラが前後に移動しています。   シーンビューでの基本操作は以上です。 もう一つ、シーンビューの右上隅にあるシーンギズモ（Scene Gizmo）を見てください。 シーンギズモの下に[Iso]（等角法モード）と表示されている場合は、ギズモ中心の四角をクリックして[Persp]（遠近法モード）に切り替えます。 （どちらもTransformの設定には影響しませんが、今回は[Persp]を使用します。）   以上で準備完了です。 ゲームを再生してみましょう。 画面の中ほどに「Cube」が表示されます。 再生画面であるゲームビュー（[Game]タブのウインドウ）を独立させておくと、作業がしやすくなります。 [Game]タブをドラッグ＆ドロップすると、別ウインドウで表示できます。   田島悠介 Sceneタブでの基本的な操作をしっかり覚えておこう。これによって色々な角度からオブジェクトの状態を確認することが可能になるよ。 大石ゆかり 見たいものの近くに移動したり、オブジェクトを上や下から見たりもできるんですね。 田島悠介 それではTransformの設定を行ってみよう。各種値を変更して、画面内でどのように変わるか見てみるよ。   [PR] 未経験からWebエンジニアを目指す方法とはPositionの設定 まずは、Position(座標、位置)を設定しましょう。 「Cube」のX座標を「1」にします。[Hierarchy]タブで「Cube」を選択してください。 そして、[Inspector]タブの[Transform]で、[Position]の[X]の値を「1」にします。   シーンビューで「Cube」がX軸の正方向（シーンギズモの[X]の方向）に移動しました。 ゲームビューでも右に移動しています。 　 [Y]、[Z]の設定についても同様です。 マイナス値を設定すると、逆方向に移動しますので、それぞれ確認してください。   Positionの設定には、ツールを使用することもできます。 Unityの左上隅にある下図のアイコン（Translateツール）を選択してください。 このツールはキーボードの左上の「Q,W,E,R」にショートカット対応しています。 Translateツールは「W」キーを押すことでも選択できます。   この状態で「Cube」を選択すると、シーンビュー上で「Cube」に赤青緑の矢印が表示され、編集可能な状態になります。 赤矢印をクリックした状態で、マウスを動かしてみましょう。 「Cube」をX軸方向にのみ移動させることができます。 （Y軸、Z軸方向についても、それぞれの矢印から同様に操作できます。） また、シーンビュー上で「Cube」をクリックしてマウスを動かすと、軸を固定せずに移動できます。     Rotationの設定 「Cube」の位置を原点に戻し、Rotationを設定しましょう。 [Hierarchy]タブで「Cube」を選択します。 そして、[Inspector]タブの[Transform]で、[Rotation]の[X]の値を「30」にします。   シーンビューで「Cube」が回転したことが確認できます。 （X軸の正方向を軸にして、反時計回りに回転します。）   ゲームビューでは、カメラがZ軸上の負方向に設置されていますので、「Cube」は上向きに回転したように見えます。 　   [Y]、[Z]の設定についても同様です。 マイナス値を設定すると、逆方向に回転しますので、それぞれ確認してください。   Rotationの設定には、ツールを使用することもできます。 Unityの左上隅にある下図のアイコン（Rotationツール）を選択しましょう。 ショートカットキーでは、「E」が該当します。   この状態で「Cube」を選択すると、周囲に球状のラインが表示されました。 「Cube」をクリックしたままマウスを操作すると、回転させることができます。     Scaleの設定 「Cube」の回転を元に戻し、Scaleを設定しましょう。 [Hierarchy]タブで「Cube」を選択します。 そして、[Inspector]タブの[Transform]で、[Scale]の[X]の値を「2」にします。   シーンビューで「Cube」の大きさが、X軸方向に2倍となりました。 ゲームビューでも、大きく表示されるようになっています。 　 [Y]、[Z]の設定についても同様ですので、それぞれ確認してください。 （「1」以下の値にした場合は小さくなります。） Scaleの設定には、ツールを使用することもできます。 Unityの左上隅にある下図のアイコン（Scaleツール）を選択しましょう。 ショートカットキーは「R」です。   この状態で「Cube」を選択すると、シーンビュー上でScaleを編集可能な状態になります。 Positionの設定で使用したTranslateツールと同様に操作できるので、試してみてください。     親子関係にあるゲームオブジェクトの設定 これまで説明したのは、親となるゲームオブジェクトがない場合の設定についてです。 ゲームオブジェクトは入れ子（親子関係を設定）にすることができます。 親オブジェクトがいる場合、Transformの値は、親オブジェクトとの相対値として処理されます。   Positionを例に説明します。[Cube]をもう一つ作成し、名前を「CubeChild」としてください。 設置位置は原点にします。   そして、[Hierarchy]タブで、「CubeChild」を「Cube」へドラッグ＆ドロップします。 「Cube」の横に「▶︎」が表示され、展開すると「CubeChild」が含まれています。 それぞれ「Cube」を親オブジェクト、「CubeChild」を子オブジェクトと呼びます。   ここで、「CubeChild」の[Position]で、[X]の値を「2」にしてください。   「CubeChild」がX軸方向に「2」だけ移動します。   その後、「Cube」の[Position]で、[X]の値を「1」にしてみましょう。 「Cube」と「CubeChild」が同時にX軸方向に「1」ずつ移動します。 「CubeChild」の[Position]の値は、本来であれば[X]が「3」になりますが、「2」と表示されています。 これをローカル座標(Local Coordinates)と呼び、子オブジェクトの[Position]はローカル座標で表示されます。 この場合、「CubeChild」のグローバル座標は、[X]が「3」になっており、ローカル座標は[X]が「２」になっているといえます。 （RotationやScaleの設定についても同様です。）   今回の記事は以上です。   田島悠介 親子関係を使うと、複数のオブジェクトを同時に操作することができるよ。 大石ゆかり 左上のツールでオブジェクトを操作すると、Transform内の該当の値が変化しているのが見えますね。 田島悠介 そうだね。Translateツールなどの操作中は、その操作に応じた値が表示されるんだ。自分のやりたい動作を設定する際の参考にしよう。 大石ゆかり 分かりました。ありがとうございます！ Transform をプログラムで操作する Transform はプログラム（C# Script）でも操作することができます。 ここでは Cube を回転させてみようと思います。 Assets フォルダに Scripts というフォルダを用意します。 Scripts フォルダを右クリックし C# Script を作成します（名前は Rotate とします） Rotate の中身は以下の通りにします。 using UnityEngine; public class Rotate : MonoBehaviour { // 回転速度 private float rotSpeed = 0.5f; void Start()
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