【Python/tkinter】画像のモザイク化アプリの作り方【選択範囲のみのモザイク化】

import tkinter
import tkinter.filedialog
from PIL import Image, ImageTk

INTERVAL = 200
INTENSITY = 20

class Mosaic():

    def __init__(self, master):

        self.master = master

        # キャンバスのサイズ
        self.canvas_width = 1000
        self.canvas_height = 600

        # マウスクリック中かどうかの判断を行うフラグ
        self.pressing = False

        # 選択範囲
        self.selection = None

        # 元画像
        self.image = None

        # 加工後の画像
        self.after_image = None

        self.create_widgets()
        self.set_events()

    def create_widgets(self):
        'アプリ内にウィジェットを作成・配置する'

        # キャンバスを配置するフレームの作成と配置
        self.canvas_frame = tkinter.Frame(
            self.master
        )
        self.canvas_frame.grid(column=0, row=0)

        # 操作ボタンを配置するフレームの作成と配置
        self.operation_frame = tkinter.Frame(
            self.master
        )
        self.operation_frame.grid(column=1, row=0)

        # キャンバスの作成と配置
        self.canvas = tkinter.Canvas(
            self.canvas_frame,
            width=self.canvas_width,
            height=self.canvas_height,
            bg="#E0E0E0",
        )
        self.canvas.pack()

        # ファイル読み込みボタンの作成と配置
        self.load_button = tkinter.Button(
            self.operation_frame,
            text="画像選択"
        )
        self.load_button.pack()

        # モザイク化実行ボタンの作成と配置
        self.mosaic_button = tkinter.Button(
            self.operation_frame,
            text="モザイク"
        )
        self.mosaic_button.pack()

        # ぼかし実行ボタンの作成と配置
        self.blur_button = tkinter.Button(
            self.operation_frame,
            text="ぼかし"
        )
        self.blur_button.pack()

        # 取り消しボタンの作成と配置
        self.cancel_button = tkinter.Button(
            self.operation_frame,
            text="取り消し"
        )
        self.cancel_button.pack()

        # ファイル書き込みボタンの作成と配置
        self.save_button = tkinter.Button(
            self.operation_frame,
            text="画像保存"
        )
        self.save_button.pack()

    def set_events(self):
        '受け付けるイベントを設定する'

        # キャンバス上のマウス押し下げ開始イベント受付
        self.canvas.bind(
            "<ButtonPress>",
            self.button_press
        )

        # キャンバス上のマウス動作イベント受付
        self.canvas.bind(
            "<Motion>",
            self.mouse_motion,
        )

        # キャンバス上のマウス押し下げ終了イベント受付
        self.canvas.bind(
            "<ButtonRelease>",
            self.button_release,
        )

        # 動画選択ボタン押し下げイベント受付
        self.load_button['command'] = self.push_load_button

        # 画像保存ボタン押し下げイベント受付
        self.save_button['command'] = self.push_save_button

        # モザイクボタン押し下げイベント受付
        self.mosaic_button['command'] = self.push_mosaic_button

        # ぼかしボタン押し下げイベント受付
        self.blur_button['command'] = self.push_blur_button

        # 取り消しボタン押し下げイベント受付
        self.cancel_button['command'] = self.push_cancel_button

        # 画像の描画用のタイマーセット
        self.master.after(INTERVAL, self.timer)
    
    def push_load_button(self):
        '動画選択ボタンが押された時の処理'

        file_types = [
            ("JPGファイル", "*.jpg"),
            ("PNGファイル", "*.png"),
        ]

        # ファイル選択画面表示
        file_path = self.select_open_file(file_types)

        # 動画ファイルの読み込み
        if len(file_path) != 0:

            self.create_image(file_path)

        self.selection = None

        # 選択範囲を表示するオブジェクトを削除
        self.delete_selection()

    def push_save_button(self):
        '保存ボタンが押された時の処理'

        # ファイル選択画面表示
        file_path = self.select_save_file("png")

        # 画像の書き込み
        if len(file_path) != 0:

            self.save_image(file_path)

    def push_cancel_button(self):
        '取り消しボタンが押された時の処理'

        # 加工後画像を元画像に戻す
        self.after_image = self.image.copy()

    def push_blur_button(self):
        'ぼかしボタンが押された時の処理'

        self.mosaic_image(False)

    def push_mosaic_button(self):
        'モザイクボタンが押された時の処理'

        self.mosaic_image()

    def button_press(self, event):
        'マウスボタン押し下げ開始時の処理'

        # マウスクリック中に設定
        self.pressing = True

        # 現在のマウスでの選択範囲を設定
        self.selection = [
            event.x,
            event.y,
            event.x,
            event.y
        ]

        # 選択範囲を表示するオブジェクトを削除
        self.delete_selection()

    def mouse_motion(self, event):
        'マウスボタン移動時の処理'

        if self.pressing:

            # マウスでの選択範囲を更新
            self.selection[2] = event.x
            self.selection[3] = event.y

    def button_release(self, event):
        'マウスボタン押し下げ終了時の処理'

        if self.pressing:

            # マウスボタン押し下げ終了
            self.pressing = False

            # マウスでの選択範囲を更新
            self.selection[2] = event.x
            self.selection[3] = event.y

    def timer(self):
        '一定間隔で画像等を描画'

        # 動画１フレーム分をキャンバスに描画
        self.draw_image()

        # トリミング選択範囲をキャンバスに描画
        self.draw_selection()

        # 再度タイマー設定
        self.master.after(INTERVAL, self.timer)

    def draw_image(self):
        '画像をキャンバスに描画'

        image = self.get_image()

        if image is not None:
            # キャンバス上の画像の左上座標を決定
            self.sx = (self.canvas.winfo_width() - image.width()) // 2
            self.sy = (self.canvas.winfo_height() - image.height()) // 2

            # キャンバスに描画済みの画像を削除
            objs = self.canvas.find_withtag("image")
            for obj in objs:
                self.canvas.delete(obj)

            # 画像をキャンバスの真ん中に描画
            self.canvas.create_image(
                self.sx, self.sy,
                image=image,
                anchor=tkinter.NW,
                tag="image"
            )

    def draw_selection(self):
        '選択範囲を描画'

        # 一旦描画済みの選択範囲を削除
        self.delete_selection()

        if self.selection is not None:
            # 選択範囲を長方形で描画
            self.canvas.create_rectangle(
                self.selection[0],
                self.selection[1],
                self.selection[2],
                self.selection[3],
                outline="red",
                width=3,
                tag="selection_rectangle"
            )

    def delete_selection(self):
        '選択範囲表示用オブジェクトを削除する'

        # キャンバスに描画済みの選択範囲を削除
        objs = self.canvas.find_withtag("selection_rectangle")
        for obj in objs:
            self.canvas.delete(obj)


    def select_open_file(self, file_types):
        'オープンするファイル選択画面を表示'

        # ファイル選択ダイアログを表示
        file_path = tkinter.filedialog.askopenfilename(
            initialdir=".",
            filetypes=file_types
        )
        return file_path

    def select_save_file(self, defaultextension):
        '保存するファイル選択画面を表示'

        # ファイル選択ダイアログを表示
        file_path = tkinter.filedialog.asksaveasfilename(
            initialdir=".",
            defaultextension=defaultextension
        )
        return file_path
    

    def mosaic_image(self, mosaic=True):
        '''画像の選択範囲に対してモザイク処理・ぼかし処理を実行'''

        # 選択範囲の座標をリサイズ前の画像上の座標に変換
        x0 = round((self.selection[0] - self.sx) / self.draw_ratio)
        y0 = round((self.selection[1] - self.sy) / self.draw_ratio)
        x1 = round((self.selection[2] - self.sx) / self.draw_ratio)
        y1 = round((self.selection[3] - self.sy) / self.draw_ratio)

        # x0 < x1, y0 <y1を満たすように調整
        if x0 > x1:
            x0, x1 = x1, x0
        if y0 > y1:
            y0, y1 = y1, y0
        
        # 選択範囲で画像をトリミング
        cropped_image = self.after_image.crop((
            x0, y0, x1, y1,
        ))

        # 画像の縮小
        small_size = (
            round(cropped_image.width / INTENSITY),
            round(cropped_image.height / INTENSITY)
        )
        small_image = cropped_image.resize(small_size)
        
        # 画像の拡大
        if mosaic:
            # モザイク処理
            reverse_image = small_image.resize(
                (cropped_image.width, cropped_image.height),
                Image.NEAREST
            )
        else:
            # ぼかし処理
            reverse_image = small_image.resize((
                cropped_image.width, cropped_image.height),
                Image.BILINEAR
            )

        # モザイク・ぼかし処理した画像を選択範囲に貼り付け
        self.after_image.paste(reverse_image, (x0, y0))


    def create_image(self, path):
        '''選択されたパスから画像オブジェクトを生成する'''

        # 選択されたファイルを開く
        self.image = Image.open(path)
        
        # 加工後画像として元画像をコピーして作成
        self.after_image = self.image.copy()

    def save_image(self, path):
        '''加工後の画像の保存を行う'''

        # 加工後画像を保存
        self.after_image.save(path)

    def get_image(self):
        'キャンバスのサイズに合わせたTkinter画像オブジェクトを取得する'

        if self.image is None:
            return None

        pil_image = self.after_image

        # 拡大率を計算
        ratio_x = self.canvas_width / pil_image.width
        ratio_y = self.canvas_height / pil_image.height

        if ratio_x < ratio_y:
            self.draw_ratio = ratio_x
        else:
            self.draw_ratio = ratio_y

        # リサイズ
        resized_image = pil_image.resize(
            (
                round(self.draw_ratio * pil_image.width),
                round(self.draw_ratio * pil_image.height)
            )
        )
        
        # Tkinter画像オブジェクトに変換
        self.image_tk = ImageTk.PhotoImage(resized_image)
        return self.image_tk


app = tkinter.Tk()

mosaic = Mosaic(app)

app.mainloop()