Python程式設計中使用Pillow來處理影象的基礎教程

發表於2015-12-16

安裝
剛接觸Pillow的朋友先來看一下Pillow的安裝方法,在這裡我們以Mac OS環境為例:
(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列一站式地安裝/管理各種庫了(pip 文件)。

 

(2)、使用 pip 下載獲取 Pillow:

(3)、安裝過程中命令列出現錯誤提示:”error: command ‘clang’ failed with exit status 1”。上網查閱,發現需要通過 Xcode 更新 Command Line Tool。於是開啟 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列安裝:

系統會彈出安裝命令列工具的提示,點選安裝即可。

此時再 pip install pillow,就安裝成功了。

pip freeze 命令檢視已經安裝的 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組中。可以通過以下幾種方式例項化:從檔案中讀取圖片,處理其他圖片得到,或者直接建立一個圖片。

使用Image模組中的open函式開啟一張圖片:

如果開啟成功,返回一個Image物件,可以通過物件屬性檢查檔案內容

format屬性定義了影象的格式,如果影象不是從檔案開啟的,那麼該屬性值為None;size屬性是一個tuple,表示影象的寬和高(單位為畫素);mode屬性為表示影象的模式,常用的模式為:L為灰度圖,RGB為真彩色,CMYK為pre-press影象。

如果檔案不能開啟,則丟擲IOError異常。

當有一個Image物件時,可以用Image類的各個方法進行處理和操作影象,例如顯示圖片:

ps:標準版本的show()方法不是很有效率,因為它先將影象儲存為一個臨時檔案,然後使用xv進行顯示。如果沒有安裝xv,該函式甚至不能工作。但是該方法非常便於debug和test。(windows中應該呼叫預設圖片檢視器開啟)

讀寫圖片
Pillow庫支援相當多的圖片格式。直接使用Image模組中的open()函式讀取圖片,而不必先處理圖片的格式,Pillow庫自動根據檔案決定格式。

Image模組中的save()函式可以儲存圖片,除非你指定檔案格式,那麼檔名中的副檔名用來指定檔案格式。

圖片轉成jpg格式

save函式的第二個引數可以用來指定圖片格式,如果檔名中沒有給出一個標準的影象格式,那麼第二個引數是必須的。

建立縮圖

必須指出的是除非必須,Pillow不會解碼或raster資料。當你開啟一個檔案,Pillow通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,與檔案大小和壓縮格式無關。下面的程式用來快速確定圖片屬性:

確定圖片屬性

裁剪、貼上、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

從圖片中複製子影象

區域由4-tuple決定,該tuple中資訊為(left, upper, right, lower)。 Pillow左邊系統的原點(0,0)為圖片的左上角。座標中的數字單位為畫素點,所以上例中擷取的圖片大小為300*300畫素^2。

處理子圖,貼上回原圖

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

分離和合並通道

對於單通道圖片,split()返回影象本身。為了處理單通道圖片,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

置換影象

transpose()和象的rotate()沒有效能差別。

更通用的影象變換方法可以使用transform()

模式轉換
convert()方法

模式轉換

影象增強
Filter
ImageFilter模組包含很多預定義的增強filters,通過filter()方法使用

應用filters

畫素點處理
point()方法通過一個函式或者查詢表對影象中的畫素點進行處理(例如對比度操作)。

畫素點變換

上述方法可以利用簡單的表示式進行影象處理,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

注意到建立mask的語句:

該句可以用下句表示

如果expression為假則返回expression的值為0(因為and語句已經可以得出結果了),否則返回255。(mask引數用法:當為0時,保留當前值,255為使用paste進來的值,中間則用於transparency效果)

高階圖片增強
對其他高階圖片增強,應該使用ImageEnhance模組 。一旦有一個Image物件,應用ImageEnhance物件就能快速地進行設定。 可以使用以下方法調整對比度、亮度、色平衡和銳利度。

影象增強

動態圖

Pillow支援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檔案同樣可以包含數幀影象。

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。

當讀取到最後一幀時,Pillow丟擲EOFError異常。

當前版本只允許seek到下一幀。為了倒回之前,必須重新開啟檔案。

或者可以使用下述迭代器類

動態圖迭代器類

Pillow允許通過Postscript Printer在圖片上新增images、text、graphics。

更多讀取圖片方法
之前說到Image模組的open()函式已經足夠日常使用。該函式的引數也可以是一個檔案物件。

從string中讀取

從tar檔案中讀取

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

draft模式

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