ImageJ / Python Tips: ImageJにおけるカラー画像の画像深度の扱いについて

　ImageJの画像の型はImagePlusのgetTypeメソッドで取得できます。その種類は、現状では、GRAY8, GRAY16, GRAY32, COLOR_RGB, 及び COLOR_256です。GRAY8はグレースケール(もしくは色チャンネル単独)で8bit (0-255の値を取る)、GRAY16はグレースケール(もしくは色チャンネル単独)で16bit (0-65535の値を取る)、GRAY32は浮動小数点を使った32bitの値で諧調を表現します。COLOR_256は、いわゆるインデックスカラーで、gifと同じように色を256色で表現します。COLOR_RGBはRGB3チャンネルでフルカラーを表現します。要注意なのはこのCOLOR_RGBの場合、8bit x 3チャンネルになることです。なぜならRGB各8bitの値を単独の24bitの整数値に割り付けて表現するからです*1

f:id:yasuo_ssi:20211217000744p:plain — COLOR_RGB
Color画像が単独のImageProcessor (ColorProcessor) として扱われている

　とはいえ、ImageJの現行バージョンは16bit x 3 (または32bit x 3) のカラーの画像も扱えます。但し 8bit カラーの扱いと異なってきます。どのように扱っているかというと、画像の型が、GRAY8, GRAY16, GRAY32, COLOR_RGB, 及び COLOR_256の場合は、あるImagePlusオブジェクトが単独の画像を扱うのであれば、その中に1枚のImageProcessorしか含まれません。しかし16bitカラーの場合は、1枚のImageProcessorで表現することができず、必ずR, G, B, 3枚のImageProcessorがスタックとして含まれています(つまり、ImageProcessorは32bitが限界ということだと思います)。つまりGRAY16bit x 3枚で表現しているのです。それでもImageJ上では単独のカラー画像として表示できます。

　これはおそらく元々はOSの32bitの制約 (現在は64bitまで拡張されているOSが増えていますが) から ImageProcessorの最大サイズが32bitに制限されているためと思われます。

f:id:yasuo_ssi:20211217000058p:plain — R, G, Bが別々のスタックとして扱われている状態

　ところで、他のアプリケーションと画像をやり取りするときに問題が起こります。この3枚のImageProcessorを含んだImagePlusオブジェクトを、他のアプリケーションで読ませるためにRGB画像ファイルとして出力しようとすると、多くの場合8bitカラー画像としてしか出力できません。但し、TIFFファイルであればImagePlusをそのまま出力できます。ところが、16bit x 3のImageProcessorを含んだImagePlusをTIFFとして出力した場合、R, G, B画像が別々のページとなった3ページのマルチページTIFFとして出力します。これだと多くの画像ソフトで正しく読み込めず、マルチページTIFFに対応しない画像ソフトでは、R画像のみのモノクロ画像に、マルチページ対応の画像ソフトではモノクロ 3ページの画像になってしまいます。GIMP (2.10.24以降)でも、読み込めることは読み込めますが、RGBそれぞれのチャンネルをそれぞれレイヤーもしくは別々の画像ファイルとして読み込みます。従って、GIMP上で正しく表示させるには、さらにチャンネル合成が必要になります。つまり16bit x 3スタックとして扱われている画像は、SaveAsTiff メソッドで保存しても常に SaveAsTiffStack メソッドで保存したのと同じ扱いになる (複数ページのTiffファイル扱い)、ということかと思います。基本的にはSaveAsTiffメソッドの仕様が変わらないと、16bitや32bit RGB TIFFファイルとして保存はできないものと思います。

f:id:yasuo_ssi:20210420223249j:plain — ImageJで保存した16bitカラー画像をGIMPで読み込むところ

　ただ、16bitの無圧縮TIFFファイルを読み込んで、加工せずにそのまま名前を付けて保存しなおした場合は、16bitのまま保存が可能です。ひょっとしてどこかに抜け道があるかもしれませんが、まだ探せていません。

　JavaのAPIを使えば抜け道があるのかもしれませんが...

　ですので、4月に不均等黄変ネガ写真補正ツール簡易版を出したときは、16bit画像のチャンネル合成はGIMP上のプラグインで合成するようにしました。

　とりあえず、ImageJによって、R, G, BチャンネルがマルチページのTIFFとして保存されたファイルをどの画像ソフトでも正しく扱えるRGBカラー画像フォーマットに変換するには、GIMPを使うのが良いと思います。上でも触れたようにGIMP (但し2.10.24以降) で読み込み、上図のダイアログが出たところでページの展開方法に[レイヤー]を選択して読み込みます。

　すると一番下がR, 次がG, 一番上がBのレイヤーとして読み込みますので、読み込んだところで、メニューから[色]→[色要素]→[チャンネル合成]を選択します(下図)。