- 日本の新型コロナウイルス (COVID-19) の感染状況の変化を過去1年分のデータから見る
- データの推移を折れ線 / 棒グラフでアニメーション化
- gnuplot + FFmpeg によるアニメーション作成方法を紹介
どうも，Hiro（@hiroloquy）です．
最近，日本国内での新型コロナウイルス (COVID-19) の感染状況が悪化し，緊急事態宣言の再発令や医療壊滅の懸念など，かなり緊張感が高まっていますね
記事 新型コロナウイルス感染症緊急事態宣言（内閣官房新型コロナウイルス感染症対策推進室）
▶︎ https://corona.go.jp/emergency/
動画 「このままでは医療壊滅に」日本医師会が危機感（FNNプライムオンライン）
昨年に日本でもコロナが広がり，外出自粛やイベントの中止などによって一時期収まったと思えば，1年後には医療壊滅が近づいている．恐ろしいですね…
この現状・ニュースを知ったとき，日本国内のコロナの感染状況が現在どうなっているのか，昨年の流行初期からどう変化しているのか気になったので，陽性者数と死亡者数の2つのデータに着目し，過去1年間の推移をグラフ化・アニメーションにしてみました．
詳細は以下の順番で説明していきます．
1.データ収集 → 2. gnuplotでグラフ作成 & PNG出力 → 3. FFmpegでアニメーション化
データ収集
今回，厚生労働省が公開しているオープンデータを元にグラフを作成しました．
下記リンクから，陽性者数，PCR検査実施人数，死亡者数，入院治療等を要する者の数などのcsvファイルをダウンロードできます．
出典 オープンデータ（厚生労働省）https://www.mhlw.go.jp/stf/covid-19/open-data.html
今回は陽性者数と死亡者数の2つのデータを使います．
gnuplotでグラフ作成 & PNG出力
次に，gnuplotでグラフを作成し，PNG画像に出力します．
今回は陽性者数 (pcr_positive_daily.csv) を青色の棒グラフ，死亡者数 (death_total.csv) を赤色の折れ線グラフにして同時にプロットします．
しかも，データの推移をアニメーションにするので，今回は日付ごとにプロットさせます．
なのでCSVファイルに記録された日数分だけPNG画像が出力されます．
今回は2020年1月16日〜2021年1月15日の1年間分なので，画像枚数は366枚です．
（プログラム13，14行目でPNG画像を保存するフォルダを自動作成するのでご安心を）
ディレクトリ構造はこのようになります．
フォルダ
├ COVID-19_japan.plt
├ pcr_positive_daily.csv
├ death_total.csv
└ image/
├ img_0001.png
├ img_0002.png
︙
得られた大量のPNG画像はあとで紹介するFFmpegによって動画に変換します
注意 pcr_positive_daily.csvは2020年1月16日から，death_total.csvは2020年2月14日からデータが始まるため，データの開始日と日数は異なります．他の集計データでも集計開始日が異なるので，注意してください．
- macOS Big Sur 11.1
- gnuplot version 5.4 patchlevel 1
FFmpegでアニメーション化
最後に，得られた連番PNG画像をFFmpegによってアニメーションにします．
FFmpegを使ったことがない，インストールをしていない場合はこちらを参考にしてください．
記事 HomebrewでMacにFFmpegをインストールする方法と使い方（新卒エンジニアの開発日記）
▶︎ https://fukatsu.tech/install-ffmpeg
今回は以下のコマンドを実行してアニメーションを作りました．
ffmpeg -framerate 18 -i img_%04d.png -vcodec libx264 -pix_fmt yuv420p -vf "scale=trunc(iw/2)*2:trunc(ih/2)*2" -r 60 movie.mp4詳細な部分については忘れたので各自調べてください．ただ，2つの数字についてだけ説明します．
- “18”は1秒間のフレーム数，つまり動画1秒の間にgnuplotで作ったPNG画像を何枚表示するかを決定します．今回，2020年1月16日〜2021年1月15日の1年間（＝366日）の感染データを20秒動画にするので，366枚 ÷ 20 秒 = 18.3枚/秒 ≒18枚/秒 と計算できます．
- “60”は出力される動画 (movie.mp4) のフレームレート (fps) です．60 fps にしたので高品質ですがファイルサイズは大きくなります．
gnuplotが大量のPNG画像を詰めたフォルダ (imageフォルダ，コード13行目参照) で実行すれば，movie.mp4が出力されます．これで終わりです！
日本の新型コロナウイルスの陽性者 / 死亡者の推移 (2020.1 – 2021.1)
上記1〜3の手順で出力したアニメーション動画はこちら．
（YouTubeに動画をまとめてるのでチャンネル登録よろしくお願いします）
陽性者数の変動がまさに波ですね．
これまでの第1波，第2波以上に現在の第3波が危険な状況であることがわかります．
2020年10月からの陽性者数の増え方がすごく，緊急事態宣言が再発令されるのも，医療壊滅の警告が出るのも納得です．
また，2021年1月15日時点で新型コロナウイルスによる死亡者数が合計4379人であることにもかなり驚きました．
ネット記事やSNSで新型コロナウイルスの感染者数や政府の対応，世界での感染状況などを目にすることが多いですが，自分の手で調べて数値や傾向を見ると，改めて現在の状況の怖さを感じました．
まとめ
今回は厚生労働省が公開してる過去1年間のデータを元に，日本国内の新型コロナウイルスの陽性者 / 死亡者の推移をgnuplot + FFmpegでアニメーションにしました．
使用した厚生労働省のオープンデータは全国の都道府県の合計値でしたが，NHKは都道府県別のデータを公開しているみたいなので，次回は円を使って都道府県ごとの感染規模を表した図をgnuplotで作ってみたいと思います．（時間があれば）
参考 新型コロナウイルス データで見る感染状況一覧（NHK特設サイト）
▶︎ https://www3.nhk.or.jp/news/special/coronavirus/data-widget/
また，今後も時事的な内容について取り上げ，どこかの機関・団体が公開しているデータがあれば，それもgnuplotでグラフ or アニメーションにしてみようと思います．
（以前，JAXAの公開データを元に，はやぶさ2の軌道データをgnuplotでアニメーションにしたので，よければ観てください．詳細については後日まとめます．）
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