Python影象處理 Pillow 庫 基礎篇
影象處理是常用的技術，python 擁有豐富的第三方擴充套件庫，Pillow 是 Python3 最常用的影象處理庫，目前最高版本5。2。0。Python2 使用Pil庫，兩者是使用方法差不多，區別在於類的引用不同。
注意：Pil 庫與 Pillow 不能同時存在與一個環境中，如果你已經安裝 Pil 庫，那麼請將他解除安裝。
使用 pip 安裝 Pillow：
> pip install Pillow
一、使用 Image.open() 建立影象例項
Image 是 Pillow 最常用的類，他可以透過多種方式建立影象例項。
“ from PIL import Image ”匯入 Image 模組。然後透過 Image 類中的 open 函式即可載入影象檔案， open 函式會自動判斷圖片格式，只需指定檔案位置即可。成功，open 函式返回一個 Image 物件；載入檔案失敗，則會引起 IOError 異常 。
1. 透過檔案建立 Image 物件
透過檔案建立 Image 影象物件是最常用的方法
示例：透過檔案建立 Image 影象物件
from
PIL
import
Image
image
=
Image
。
open
（
‘python-logo。png’
）
# 建立影象例項
# 檢視影象例項的屬性
（
image
。
format
，
image
。
size
，
image
。
mode
）
image
。
show
（）
# 顯示影象
程式碼解讀：
例項屬性說明：
format
影象格式
size
影象的 （寬，高） 元組
mode
常見模式，預設 RGB 真彩圖像；L 為灰階影象；CMYK 印刷色彩；RGBA 帶透明度的真彩圖像；YCbCr 彩色影片格式；LAB L * a * b顏色空間；HSV 等。
show()
方法為使用系統預設圖片檢視器顯示影象，一般用於除錯；
2. 從開啟檔案中讀取
可以從檔案物件讀取而不是檔名，但檔案物件必須實現 read（ ） ，seek（ ） 和 tell（ ） 方法，並且是以二進位制模式開啟。
示例：從檔案物件中讀取影象
from
PIL
import
Image
with
open
（
“hopper。ppm”
，
“rb”
）
as
fp
：
im
=
Image
。
open
（
fp
）
2. 從 string 二進位制流中讀取
要從字串資料中讀取影象，需使用 io 類：
import
io
from
PIL
import
Image
im
=
Image
。
open
（
io
。
StringIO
（
buffer
））
注意：在讀取影象 header 之前將檔案倒回（使用 seek（0） ）。
3. 從tar檔案中讀取
from
PIL
import
TarIO
fp
=
TarIO
。
TarIO
（
“Imaging。tar”
，
“Imaging/test/lena。ppm”
）
im
=
Image
。
open
（
fp
）
二、讀寫影象
1. 格式轉換並儲存影象
Image 模組中的 save 函式可以儲存圖片，除非你指定檔案格式，否則檔案的副檔名就是檔案格式。
import
os
from
PIL
import
Image
image_path
=
‘python-logo。png’
# 圖片位置
f
，
e
=
os
。
path
。
splitext
（
image_path
）
# 獲取檔名與字尾
outfile
=
f
+
“。jpg”
if
image_path
！=
outfile
：
try
：
Image
。
open
（
image_path
）
。
save
（
outfile
）
# 修改檔案格式
except
IOError
：
（
“cannot convert”
，
image_path
）
注意： 如果你的圖片mode是RGBA那麼會出現異常，因為 RGBA 意思是紅色，綠色，藍色，Alpha 的色彩空間，Alpha 是指透明度。而 JPG 不支援透明度 ，所以要麼丟棄Alpha ， 要麼儲存為。png檔案。解決方法將圖片格式轉換：
Image
。
open
（
image_path
）
。
convert
（
“RGB”
）
。
save
（
outfile
）
# convert 轉換為 RGB 格式，丟棄Alpha
save（） 函式有兩個引數，如果檔名沒有指定圖片格式，那麼第二個引數是必須的，他指定圖片的格式。
2. 建立縮圖
建立縮圖 使用 Image。thumbnail（ size ）， size 為縮圖寬長元組。
示例： 建立縮圖
import
os
from
PIL
import
Image
image_path
=
‘python-logo。png’
# 圖片位置
size
=
（
128
，
128
）
# 檔案大小
f
，
e
=
os
。
path
。
splitext
（
image_path
）
# 獲取檔名與字尾
outfile
=
f
+
“。thumbnail”
if
image_path
！=
outfile
：
try
：
im
=
Image
。
open
（
image_path
）
im
。
thumbnail
（
size
）
# 設定縮圖大小
im
。
save
（
outfile
，
“JPEG”
）
except
IOError
：
（
“cannot convert”
，
image_path
）
注意： 出現異常，同上一個示例，convert（“RGB”）轉換圖片mode。
注意：除非必須，Pillow不會解碼或柵格資料。當你開啟檔案，Pillow透過檔案頭確定檔案格式，大小，mode等資料，餘下資料直到需要時才處理。這意味著開啟檔案非常快速，它與檔案大小和壓縮格式無關。
三、剪貼，貼上、合併影象
Image類包含允許您操作影象中的區域的方法。如：要從影象中複製子矩形影象使用 crop（） 方法。
1. 從影象複製子矩形
示例： 擷取矩形影象
box
=
（
100
，
100
，
400
，
400
）
region
=
im
。
crop
（
box
）
定義box元組，表示影象基於左上角為（0，0）的座標，box 座標為 （左，上，右，下）。注意，座標是基於畫素。示例中為 300 * 300 畫素。
2. 處理子矩形並將其貼上回來
示例： 在原圖上貼上子矩形影象
region
=
region
。
transpose
（
Image
。
ROTATE_180
）
# 顛倒180度
box
=
（
400
，
400
，
700
，
700
）
# 貼上位置，畫素必須吻合，300 * 300
im
。
paste
（
region
，
box
）
注意：將子圖（region） 貼上（paste）回原圖時，貼上位置 box 的畫素與寬高必須吻合。而原圖和子圖的 mode 不需要匹配，Pillow會自動處理。
示例：滾動影象
from
PIL
import
Image
def
roll
（
image
，
delta
）：
“”“ 向側面滾動影象 ”“”
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
（
part1
，
（
xsize
-
delta
，
0
，
xsize
，
ysize
））
image
。
paste
（
part2
，
（
0
，
0
，
xsize
-
delta
，
ysize
））
return
image
if
__name__
==
‘__main__’
：
image_path
=
‘test。jpg’
im
=
Image
。
open
（
image_path
）
roll
（
im
，
300
）
。
show
（）
# 向側面滾動 300 畫素
3. 分離和合並通道
Pillow 允許處理影象的各個通道，例如RGB影象有R、G、B三個通道。 split 方法分離影象通道，如果影象為單通道則返回影象本身。merge 合併函式採用影象的 mode 和 通道元組為引數，將它們合併成新影象。
示例：交換RGB影象的三個波段
r
，
g
，
b
=
im
。
split
（）
im
=
Image
。
merge
（
“RGB”
，
（
b
，
g
，
r
））
注意：如果要處理單色系，可以先將圖片轉換為’RGB‘
四. 幾何變換
PIL。Image。Image 包含調整影象大小 resize（） 和旋轉 rotate（） 的方法。前者採用元組給出新的大小，後者採用逆時針方向的角度。
示例：調整大小並逆時針旋轉 45度
out
=
im
。
resize
（（
128
，
128
））
out
=
out
。
rotate
（
45
）
要以90度為單位旋轉影象，可以使用 rotate（） 或 transpose（） 方法。後者也可用於圍繞其水平軸或垂直軸翻轉影象。
示例：
out
=
im
。
transpose
（
Image
。
FLIP_LEFT_RIGHT
）
# 水平左右翻轉
out
=
im
。
transpose
（
Image
。
FLIP_TOP_BOTTOM
）
# 垂直上下翻轉
out
=
im
。
transpose
（
Image
。
ROTATE_90
）
# 逆時針90度
out
=
im
。
transpose
（
Image
。
ROTATE_180
）
# 逆時針180度
out
=
im
。
transpose
（
Image
。
ROTATE_270
）
# 逆時針270度
rotate（） 和 transpose（） 方法相同，他們之間沒有差別， transpose（） 方法比較通用。
五. 顏色變換
示例：在 mode 之間轉換
from
PIL
import
Image
im
=
Image
。
open
（
“hopper。ppm”
）
。
convert
（
“L”
）
# 轉換為灰階影象
注意：它支援每種模式轉換為“L” 或 “RGB”，要在其他模式之間進行轉換，必須先轉換模式（通常為“RGB”影象）。
六. 影象增強
1. Filters 過濾器
ImageFilter 模組有很多預定義的增強過濾器，透過 filter（） 方法運用。
示例：使用 filter（）
from
PIL
import
ImageFilter
out
=
im
。
filter
（
ImageFilter
。
DETAIL
）
2. 畫素點處理
point（） 方法可用於轉換影象的畫素值（如對比度），在大多數情況下，可以將函式物件作為引數傳遞格此方法，它根據函式返回值對每個畫素進行處理。
示例：每個畫素點擴大1。2倍
out
=
im
。
point
（
lambda
i
：
i
*
1。2
）
上述方法可以用簡單的表示式進行影象處理，還可以透過組合 point（） 和 paste（） 對影象的區域性區域進行處理 。
3. 處理單獨通道
# 將通道分離
source
=
im
。
split
（）
R
，
G
，
B
=
0
，
1
，
2
# 選擇紅色小於100的區域
mask
=
source
［
R
］
。
point
（
lambda
i
：
i
<
100
and
255
）
# 處理綠色
out
=
source
［
G
］
。
point
（
lambda
i
：
i
*
0。7
）
# 貼上已處理的通道，紅色通道僅限於<100
source
［
G
］
。
paste
（
out
，
None
，
mask
）
# 合併影象
im
=
Image
。
merge
（
im
。
mode
，
source
）
注意建立 mask 的語句：
imout
=
im
。
point
（
lambda
i
：
expression
and
255
）
對於 and 邏輯判斷來說，expression 為 False （0） 已經能證明整個表示式為 False （0）， 否則還有對後面的結果進行判斷。所以 expression 為 False （0） 返回 False （0），expression 為 True （本身的結果）是返回後面的 255；
同理對於 or 的邏輯判斷，當前面的表示式為 True，返回前面的值；當前面表示式為 False，返回後面表示式的值。
七、高階增強
其他影象增強功能可以使用 ImageEnhance 模組中的類。從影象建立後，可以使用 ImageEnhance 快速調整圖片的對比度、亮度、飽和度和清晰度。
from
PIL
import
ImageEnhance
enh
=
ImageEnhance
。
Contrast
（
im
）
# 建立調整對比度物件
enh
。
enhance
（
1。3
）
。
show
（
“增加30%對比度”
）
ImageEnhance 方法型別：
ImageEnhance。Contrast（im） 對比度
ImageEnhance。Color（im） 色彩飽和度
ImageEnhance。Brightness（im） 亮度
ImageEnhance。Sharpness（im） 清晰度
八、 動態影象
Pillow 支援一些動態影象處理（如FLI/FLC，GIF等格式）。TIFF檔案同樣可以包含數幀影象。
開啟動態影象時，PIL 會自動載入序列中的第一幀。你可以使用 seek 和 tell 方法在不同的幀之間移動。
示例： 讀取動態影象
from
PIL
import
Image
im
=
Image
。
open
（
“animation。gif”
）
im
。
seek
（
1
）
# 跳到第二幀
try
：
while
1
：
im
。
seek
（
im
。
tell
（）
+
1
）
# tell（） 獲取當前幀的索引號
except
EOFError
：
# 當讀取到最後一幀時，Pillow丟擲EOFError異常。
pass
# 結束
注意：有些版本的庫中的驅動程式僅允許您搜尋下一幀。要回放檔案，您可能需要重新開啟它。都遇到無法回放的庫時，可以使用 for 語句迴圈實現。
示例：for 使用 ImageSequence Iterator 類遍歷動態影象
from
PIL
import
ImageSequence
for
frame
in
ImageSequence
。
Iterator
（
im
）：
# 。。。處理過程。。。
示例：儲存動態影象
im
。
save
（
out
，
save_all
=
True
，
append_images
=
［
im1
，
im2
，
。。。
］）
引數說明：
out
需要儲存到那個檔案
save_all
為True，儲存影象的所有幀。否則，僅儲存多幀影象的第一幀。
append_images
需要附加為附加幀的影象列表。列表中的每個影象可以是單幀或多幀影象（ 目前只有GIF，PDF，TIFF和WebP支援此功能）。
九、Postscript 列印
Pillow 允許透過 Postscript Printer 在圖片上新增影象或文字。
from
PIL
import
Image
from
PIL
import
PSDraw
im
=
Image
。
open
（
“test。jpg”
）
title
=
“hopper”
box
=
（
1
*
72
，
2
*
72
，
7
*
72
，
10
*
72
）
# in points
ps
=
PSDraw
。
PSDraw
（）
# 預設 sys。stdout
ps
。
begin_document
（
title
）
# 畫出影象 （75 dpi）
ps
。
image
（
box
，
im
，
75
）
ps
。
rectangle
（
box
）
# 畫出標題
ps
。
setfont
（
“HelveticaNarrow-Bold”
，
36
）
ps
。
text
（（
3
*
72
，
4
*
72
），
title
）
十、配置載入器
draft
某些解碼器允許在從檔案中讀取影象時對其進行操作。這通常可用於建立縮圖時（當速度比質量更重要）加速解碼並列印到單色鐳射印表機（僅需灰階影象時）。
draft（） 方法操作已開啟但尚未載入的影象，使其儘可能匹配給定的模式和大小。它透過重新配置影象解碼器來完成。僅適用於JPEG和MPO檔案。
示例：使用 draft（） 快速解碼影象
from
PIL
import
Image
im
=
Image
。
open
（
‘test。jpg’
）
（
“original =”
，
im
。
mode
，
im
。
size
）
im
。
draft
（
“L”
，
（
100
，
100
））
（
“draft =”
，
im
。
mode
，
im
。
size
）
輸出：
original
=
RGB
（
1920
，
1200
）
draft
=
L
（
240
，
150
）
注意： 生成的影象與請求的模式和大小可能不完全匹配。要確保影象不大於給定大小，需改用縮圖方法。
