【Python】Pillowで画像をグレースケール変換する：色空間（カラーモード）の解説と変換メソッド

カラー画像を白黒（グレースケール）に変換したり、印刷用の形式に変換したりする場合、Pillowの convert() メソッドを使用します。

変換の際に指定する「モード（文字列）」の意味と、実際にグレースケール化するコードを解説します。

Pillowにおける主な色空間（カラーモード）

Image.open() で画像を読み込んだ際や、convert() で変換する際に使用される主なモード識別子は以下の通りです。

実行可能なサンプルコード

以下のコードは、カラー画像を読み込み、グレースケール（L モード）に変換して保存するスクリプトです。

from PIL import Image, ImageDraw
import os

def convert_to_grayscale():
    input_filename = "vivid_landscape.jpg"
    output_filename = "monochrome_landscape.jpg"
    
    # 動作確認用のカラー画像を作成（ファイルがない場合）
    if not os.path.exists(input_filename):
        create_test_color_image(input_filename)

    try:
        # 1. 画像の読み込み
        with Image.open(input_filename) as img:
            print(f"Original Mode: {img.mode}")  # 通常は 'RGB'

            # 2. グレースケールへの変換
            # convert("L") を呼び出すだけで、輝度に基づいた自然な白黒画像が生成されます
            gray_img = img.convert("L")
            
            print(f"Converted Mode: {gray_img.mode}") # 'L' に変わっていることを確認

            # 3. 保存
            gray_img.save(output_filename)
            print(f"Saved: {output_filename}")

            # 参考: もし2値化（白か黒のみ）したい場合は "1" を指定します
            # binary_img = img.convert("1")
            # binary_img.save("binary_sample.jpg")

    except Exception as e:
        print(f"エラーが発生しました: {e}")

def create_test_color_image(filename):
    """検証用のカラフルな画像を作成"""
    width, height = 400, 300
    img = Image.new("RGB", (width, height), "white")
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    
    # 赤、緑、青の帯を描画
    draw.rectangle((0, 0, width//3, height), fill="red")
    draw.rectangle((width//3, 0, width*2//3, height), fill="green")
    draw.rectangle((width*2//3, 0, width, height), fill="blue")
    
    img.save(filename)
    print(f">> テスト画像を作成しました: {filename}")

if __name__ == "__main__":
    convert_to_grayscale()

解説：convertメソッドの重要性

image.convert(mode) は、単に色を変換するだけでなく、ピクセルデータの内部表現そのものを変更します。

• ファイルサイズの削減: RGB（1画素あたり24ビット）から L（1画素あたり8ビット）に変換することで、画像の情報量が減り、保存時のファイルサイズを小さくできます。
• 画像処理の前処理: OCR（文字認識）やエッジ検出などの画像解析を行う前には、ノイズを減らすために画像をグレースケール化するのが一般的です。