Python編程中使用Pillow來處理圖像的基礎教程

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這篇文章主要介紹了Python編程中使用Pillow來處理圖像的基礎教程,Pillow和PIL都是Python下十分強大的圖片處理利器,朋友可以參考下

安裝

剛接觸Pillow的朋友先來看一下Pillow的安裝方法，在這裏我們以Mac OS環境爲例：
（1）、使用 pip 安裝 Python 庫。pip 是 Python 的包管理工具，安裝後就可以直接在命令行一站式地安裝/管理各種庫了（pip 文檔）$

wget http://pypi.python.org/packages/source/p/pip/pip-0.7.2.tar.gz
 
$ tar xzf pip-0.7.2.tar.gz
 
$ cd pip-0.7.2
 
$ python setup.py install

（2）、使用 pip 下載獲取Pillow：

$ pip install pillow

（3）、安裝過程中命令行出現錯誤提示：”error: command ‘clang’ failed with exit status 1”。上網查閱，發現需要通過 Xcode 更新 Command Line Tool。於是打開 Xcode->Preferences->Downloads-Components選項卡。咦？竟然沒了 Command Line Tools。再查，發現 Xcode 5 以上現在需要用命令行安裝：

$ xcode-select —install

系統會彈出安裝命令行工具的提示，點擊安裝即可。

此時再 pip install pillow，就安裝成功了。

pip freeze 命令查看已經安裝的 Python 包，Pillow 已經乖乖躺那兒了。

好了，下面開始進入教程~

Image類

Pillow中最重要的類就是Image，該類存在於同名的模塊中。可以通過以下幾種方式實例化：從文件中讀取圖片，處理其他圖片得到，或者直接創建一個圖片。

使用Image模塊中的open函數打開一張圖片：

>>> from PIL import Image
>>> im = Image.open("lena.ppm")

如果打開成功，返回一個Image對象，可以通過對象屬性檢查文件內容

>>> from __future__ import print_function
>>> print(im.format, im.size, im.mode)

PPM (512, 512) RGB

format屬性定義了圖像的格式，如果圖像不是從文件打開的，那麼該屬性值爲None；size屬性是一個tuple，表示圖像的寬和高（單位爲像素）；mode屬性爲表示圖像的模式，常用的模式爲：L爲灰度圖，RGB爲真彩色，CMYK爲pre-press圖像。

如果文件不能打開，則拋出IOError異常。

當有一個Image對象時，可以用Image類的各個方法進行處理和操作圖像，例如顯示圖片：

>>> im.show()

ps：標準版本的show()方法不是很有效率，因爲它先將圖像保存爲一個臨時文件，然後使用xv進行顯示。如果沒有安裝xv，該函數甚至不能工作。但是該方法非常便於debug和test。（windows中應該調用默認圖片查看器打開）

讀寫圖片

Pillow庫支持相當多的圖片格式。直接使用Image模塊中的open()函數讀取圖片，而不必先處理圖片的格式，Pillow庫自動根據文件決定格式。

Image模塊中的save()函數可以保存圖片，除非你指定文件格式，那麼文件名中的擴展名用來指定文件格式。

圖片轉成jpg格式

from __future__ import print_function
import os, sys
from PIL import Image
 
for infile in sys.argv[1:]:
 f, e = os.path.splitext(infile)
 outfile = f + ".jpg"
 if infile != outfile:
  try:
   Image.open(infile).save(outfile)
  except IOError:
   print("cannot convert", infile)

save函數的第二個參數可以用來指定圖片格式，如果文件名中沒有給出一個標準的圖像格式，那麼第二個參數是必須的。

創建縮略圖

from __future__ import print_function
import os, sys
from PIL import Image
 
size = (128, 128)
 
for infile in sys.argv[1:]:
 outfile = os.path.splitext(infile)[0] + ".thumbnail"
 if infile != outfile:
  try:
   im = Image.open(infile)
   im.thumbnail(size)
   im.save(outfile, "JPEG")
  except IOError:
   print("cannot create thumbnail for", infile)

必須指出的是除非必須，Pillow不會解碼或raster數據。當你打開一個文件，Pillow通過文件頭確定文件格式，大小，mode等數據，餘下數據直到需要時才處理。

這意味着打開文件非常快，與文件大小和壓縮格式無關。下面的程序用來快速確定圖片屬性：

確定圖片屬性

from __future__ import print_function
import sys
from PIL import Image
 
for infile in sys.argv[1:]:
 try:
  with Image.open(infile) as im:
   print(infile, im.format, "%dx%d" % im.size, im.mode)
 except IOError:
  pass

裁剪、粘貼、與合併圖片

Image類包含還多操作圖片區域的方法。如crop()方法可以從圖片中提取一個子矩形

從圖片中複製子圖像

box = im.copy() #直接複製圖像
box = (100, 100, 400, 400)
region = im.crop(box)

區域由4-tuple決定，該tuple中信息爲(left, upper, right, lower)。 Pillow左邊系統的原點（0，0）爲圖片的左上角。座標中的數字單位爲像素點，所以上例中截取的圖片大小爲300*300像素^2。

處理子圖，粘貼回原圖

region = region.transpose(Image.ROTATE_180)
im.paste(region, box)

將子圖paste回原圖時，子圖的region必須和給定box的region吻合。該region不能超過原圖。而原圖和region的mode不需要匹配，Pillow會自動處理。

另一個例子

Rolling an image
 
def roll(image, delta):
 "Roll an image sideways"
 
 image = image.copy() #複製圖像
 xsize, ysize = image.size
 
 delta = delta % xsize
 if delta == 0: return image
 
 part1 = image.crop((0, 0, delta, ysize))
 part2 = image.crop((delta, 0, xsize, ysize))
 image.paste(part2, (0, 0, xsize-delta, ysize))
 image.paste(part1, (xsize-delta, 0, xsize, ysize))
 
return image

分離和合並通道

r, g, b = im.split()
im = Image.merge("RGB", (b, g, r))

對於單通道圖片，split()返回圖像本身。爲了處理單通道圖片，必須先將圖片轉成RGB。

幾何變換

Image類有resize()、rotate()和transpose()、transform()方法進行幾何變換。

簡單幾何變換

out = im.resize((128, 128))
out = im.rotate(45) # 順時針角度表示

置換圖像

out = im.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT)
out = im.transpose(Image.FLIP_TOP_BOTTOM)
out = im.transpose(Image.ROTATE_90)
out = im.transpose(Image.ROTATE_180)
out = im.transpose(Image.ROTATE_270)

transpose()和象的rotate()沒有性能差別。

更通用的圖像變換方法可以使用transform()

模式轉換

convert()方法

模式轉換

im = Image.open('lena.ppm').convert('L')

圖像增強

Filter
ImageFilter模塊包含很多預定義的增強filters，通過filter()方法使用

應用fil

from PIL import ImageFilter
out = im.filter(ImageFilter.DETAIL) 

## ```像素點處理

point()方法通過一個函數或者查詢表對圖像中的像素點進行處理（例如對比度操作）。

像素點變換像素點處理

multiply each pixel by 1.2

out = im.point(lambda i: i * 1.2)

上述方法可以利用簡單的表達式進行圖像處理，通過組合point()和paste()還能選擇性地處理圖片的某一區域。

## 處理單獨通道

split the image into individual bands

source = im.split()

R, G, B = 0, 1, 2

select regions where red is less than 100

mask = source[R].point(lambda i: i < 100 and 255)

process the green band

out = source[G].point(lambda i: i * 0.7)

paste the processed band back, but only where red was < 100

source[G].paste(out, None, mask)

build a new multiband image

im = Image.merge(im.mode, source)

注意到創建mask的語句：

mask = source[R].point(lambda i: i < 100 and 255)

該句可以用下句表示

imout = im.point(lambda i: expression and 255)

如果expression爲假則返回expression的值爲0（因爲and語句已經可以得出結果了），否則返回255。（mask參數用法：當爲0時，保留當前值，255爲使用paste進來的值，中間則用於transparency效果）

## 高級圖片增強

對其他高級圖片增強，應該使用ImageEnhance模塊 。一旦有一個Image對象，應用ImageEnhance對象就能快速地進行設置。 可以使用以下方法調整對比度、亮度、色平衡和銳利度。

圖像增強

from PIL import ImageEnhance

enh = ImageEnhance.Contrast(im)
enh.enhance(1.3).show(“30% more contrast”)

## 動態圖

Pillow支持一些動態圖片的格式如FLI/FLC，GIF和其他一些處於實驗階段的格式。TIFF文件同樣可以包含數幀圖像。

當讀取動態圖時，PIL自動讀取動態圖的第一幀，可以使用seek和tell方法讀取不同幀。

from PIL import Image

im = Image.open(“animation.gif”)
im.seek(1) # skip to the second frame

try:
while 1:
im.seek(im.tell()+1)

do something to im

except EOFError:
pass # end of sequence

當讀取到最後一幀時，Pillow拋出EOFError異常。

當前版本只允許seek到下一幀。爲了倒回之前，必須重新打開文件。

或者可以使用下述迭代器類

動態圖迭代器類

class ImageSequence:
def init(self, im):
self.im = im
def getitem(self, ix):
try:
if ix:
self.im.seek(ix)
return self.im
except EOFError:
raise IndexError # end of sequence

for frame in ImageSequence(im):

…do something to frame…

Postscript Printing

Pillow允許通過Postscript Printer在圖片上添加images、text、graphics。

Drawing Postscript

from PIL import Image
from PIL import PSDraw

im = Image.open(“lena.ppm”)
title = “lena”
box = (172, 272, 772, 1072) # in points

ps = PSDraw.PSDraw() # default is sys.stdout
ps.begin_document(title)

draw the image (75 dpi)

ps.image(box, im, 75)
ps.rectangle(box)

draw centered title

ps.setfont(“HelveticaNarrow-Bold”, 36)
w, h, b = ps.textsize(title)
ps.text((472-w/2, 172-h), title)

ps.end_document()

更多讀取圖片方法
之前說到Image模塊的open()函數已經足夠日常使用。該函數的參數也可以是一個文件對象。

從string中讀取更多讀取
i

mport StringIO

im = Image.open(StringIO.StringIO(buffer))

從tar文件中讀取

from PIL import TarIO

fp = TarIO.TarIO(“Imaging.tar”, “Imaging/test/lena.ppm”)
im = Image.open(fp)

## 草稿模式

draft()方法允許在不讀取文件內容的情況下儘可能（可能不會完全等於給定的參數）地將圖片轉成給定模式和大小，這在生成縮略圖的時候非常有效（速度要求比質量高的場合）。

draft模式

from future import print_function
im = Image.open(file)
print(“original =”, im.mode, im.size)

im.draft(“L”, (100, 100))
print(“draft =”, im.mode, im.size)

非常感謝你的閱讀
大學的時候選擇了自學python，工作了發現吃了計算機基礎不好的虧，學歷不行這是沒辦法的事，只能後天彌補，於是在編碼之外開啓了自己的逆襲之路，不斷的學習python核心知識，深入的研習計算機基礎知識，整理好了，我放在我們的Python學習扣qun：774711191，如果你也不甘平庸，那就與我一起在編碼之外，不斷成長吧！

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