python庫介紹-影象處理工具pillow中文文件-手冊(2018 5.*)

摘要： 概述 Python Imaging Library給Python直譯器增加了影象處理能力。 該庫提供了廣泛的檔案格式支援，高效的內部展現，以及十分強大的影象處理能力。 核心影象庫專為以幾種儲存為基本畫素格式資料的快速訪問而設計。它為通用影象處理工具提供了堅實的基礎。 我們來看看...

概述

Python Imaging Library給Python直譯器增加了影象處理能力。

該庫提供了廣泛的檔案格式支援，高效的內部展現，以及十分強大的影象處理能力。

核心影象庫專為以幾種儲存為基本畫素格式資料的快速訪問而設計。它為通用影象處理工具提供了堅實的基礎。

我們來看看這個庫的用途。

• 影象儲存

PIL適合影象歸檔和影象批量處理，你可以使用它建立縮圖，轉換格式，列印圖片等。

現在的版本可以識別和讀取大量的圖片格式，寫入常用的轉換和表示格式。

• 影象顯示

當前版本包含了Tk PhotoImage 和 BitmapImage 介面, 以及 Windows DIB interface ，可以在PythonWin和其他基於Windows的工具包中使用。許多其他GUI工具包帶有某種型別的PIL支援。

為了方便除錯還提供了show()方法，可以儲存影象到磁碟並呼叫外顯示。它將影象儲存到磁碟，並呼叫外部顯示工具。

• 影象處理

這個庫包含了基本的影象處理功能，包括點操作，使用內建卷積核心過濾，色彩空間轉換。

這個庫還支援更改影象大小、旋轉、任意仿射變換。

直方圖方法允許你統計影象，這可以用於對比度增強和全域性統計分析。

教程

使用 Image 類

PIL最重要的類是 Image , 你可以通過多種方法建立這個類的例項，比如從檔案載入影象，或者處理其他影象, 或者從或從頭開始建立影象。

要從檔案載入影象，請使用： Image 模組中的 open 函式：

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

如果成功，這個函式返回 Image 物件。 您現在可以使用例項屬性來檢查檔案內容：

>>> print(im.format, im.size, im.mode)
PPM (512, 512) RGB

format屬為影象來源。如果不是從檔案讀取就是None。size屬性是包含寬度和高度(畫素)的二元組）。模式屬性定義了影象中波段的數量和名稱，以及畫素型別和深度。 常見模式為灰度影象為“L”（亮度），真彩色影象為“RGB”，印刷四色為“CMYK”。

如果檔案無法開啟，則會引發IOError異常。

獲得了Image類的例項，就可以使用此類定義的方法來處理和操作影象。 例如讓我們顯示剛剛載入的影象：

>>> im.show()

注意

show 的標準版本效率不高，因為它將影象儲存到臨時檔案並呼叫xv工具顯示影象。 如果你沒有安裝xv，它甚至不會工作。 它對於除錯和測試非常方便。

下面例項把上述步驟給串起來

pillow_read.py

from PIL import Image

im = Image.open("demo.jpg")
print(im.format, im.size, im.mode)
im.show()

程式碼地址

以下各節概述了此庫中提供的不同功能。

參考資料

• 討論qq群144081101 591302926 567351477 釘釘免費群21745728
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• 本文涉及的python測試開發庫 謝謝點贊！
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• 程式碼地址

讀寫影象

PIL庫支援大量圖片格式。使用Image模組的open()函式從磁碟讀取檔案。你不需要知道檔案格式就能開啟它，PIL能夠根據檔案內容自動確定確定檔案格式。

要儲存檔案，使用Image類的save()方法。儲存檔案的時候檔名變得重要了。除非你指定格式，PIL將會以檔名的副檔名作為格式儲存。

轉換檔案為JPEG

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()方法的第二個引數可以指定檔案格式，如果你使用非標準的副檔名你必須這樣做。

建立 JPEG 縮圖

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)

需要注意的是，除非真的需要，否則庫不會解碼或載入柵格資料。開啟檔案時，會讀取檔案頭以確定檔案格式並提取解碼檔案所需的模式，大小和其他屬性，但檔案的其餘部分在稍後才能處理。

這意味著開啟影象檔案是快速操作，和檔案大小和壓縮型別無關。比如快速識別影象檔案：

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

剪下，貼上，合併影象

Image類包含允許您操作影象內區域的方法。要從影象中提取子矩形，請使用crop()方法。

複製影象中的子矩形

box = (100, 100, 400, 400)
region = im.crop(box)

該區域由四元組定義，其中座標是（左，上，右，下）。 PIL使用左上角為 (0, 0) 的座標系。另請注意，座標是指畫素之間的位置，因此上例中的區域恰好為300x300畫素。

現在可以以某種方式處理該區域並貼上回來。

處理子矩形並貼上回來

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

當貼上區域時，區域的大小必須完全匹配。但是模式不需要匹配。模式不匹配時會在貼上之前自動轉換。

滾動影象

def roll(image, delta):
"""Roll an image sideways."""
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))
part1.load()
part2.load()
image.paste(part2, (0, 0, xsize-delta, ysize))
image.paste(part1, (xsize-delta, 0, xsize, ysize))

return image

呼叫示例：

pillow_roll.py

from PIL import Image

def roll(image, delta):
"""Roll an image sideways."""
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))
part1.load()
part2.load()
image.paste(part2, (0, 0, xsize-delta, ysize))
image.paste(part1, (xsize-delta, 0, xsize, ysize))

return image

im = Image.open("demo.jpg")
im = roll(im,100)
im.show()

[程式碼地址] https://github.com/china-testing/python-api-tesing/tree/master/python3_libraries/pillow )

請注意貼上時首先呼叫crop(),如果未呼叫則在paste命令中使用影象之前，不會執行裁剪操作。這意味著part1會從第一次貼上已經修改的影象版本中剪下掉。

貼上方法也可以將透明度掩碼作為可選引數。在此掩碼中，值255表示貼上的影象在該位置不透明（即按原樣使用貼上的影象）。值0表示貼上的影象是完全透明的。中間值表示不同級別的透明度。例如，貼上RGBA影象並將其用作蒙版將貼上影象的不透明部分，但不貼上透明背景。

PIL還允許您使用多波段影象的各個波段，例如RGB影象。拆分方法會建立新影象，每個影象都包含原始多波段影象中的一個波段。合併功能採用模式和影象元組，並將它們組合成新影象。以下示例交換RGB影象的三個波段：

分割和合並色帶

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

注意，對於單波段影象，split()會返回影象本身。要使用單獨的色帶，可能首先要將影象轉換為“RGB”。

幾何變換

PIL.Image.Image類包含調整resize()和rotate()影象的方法。前者需要給出尺寸的元組，後者是逆時針方向的角度。

簡單的幾何變換

out = im.resize((128, 128))
out = im.rotate(45) # degrees counter-clockwise

要以90度的步幅旋轉影象，您可以使用rotate()方法或transpose()方法。後者也可用於翻轉水平或垂直軸周圍的影象。

轉置影象

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)

如果expand標誌為真，transpose(ROTATE)操作也可以與rotate()操作完全相同，以提供與影象大小相同的更改。

可以通transform()方法執行更常用的影象轉換。

示例：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# Author:xurongzhong#126.com 技術支援qq群：6089740
# CreateDate: 2018-3-27
# rotate.py
import glob
import os 
from PIL import Image

def rotate(files, dst, value=90):
for file_ in files:
img = Image.open(file_)
img = img.rotate(value)
name = "{}{}{}".format(dst, os.sep, os.path.basename(file_))
img.save(name)

src = r'/home/andrew/code/tmp_photos'
dst = r'/home/andrew/code/tmp_photos2'

common = glob.glob('{}{}*.*'.format(src, os.sep))
rotate(common, dst)

程式碼地址

顏色轉換

PIL允許您使用convert() 方法在不同的畫素表示之間轉換影象。

模式轉換

from PIL import Image
im = Image.open("hopper.ppm").convert("L")

該庫支援每種支援模式和“L”和“RGB”模式之間的轉換。要在其他模式之間轉換，您可能必須使用中間影象(通常是“RGB”)影象。

影象增強

PIL提供了許多可用於增強影象的方法和模組。

• 過濾器

ImageFilter模組包含許多可以與filter()方法一起使用的預定義增強過濾器。

應用過濾器

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

• 點操作

  point()方法可用於轉換影象的畫素值(例如影象對比度操作)。在大多數情況下，期望一個引數的函式物件可以傳遞給此方法。每個畫素都根據該功能進行處理：

# multiply each pixel by 1.2
out = im.point(lambda i: i * 1.2)

使用上述技巧，您可以快速將任何簡單表示式應用於影象。你也可以結合point()和paste()方法來選擇性地修改影象：

處理單個色帶

# 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)

Python僅根據確定結果所需的邏輯表示式部分進行評估，並返回檢查的最後值作為表示式的結果。因此，如果上面的表示式為假（0），Python不會檢視第二個運算元，並返回0.否則，返回255。

• 增強

對於更高階的影象增強，您可以使用ImageEnhance模組中的類。從影象建立後，可以使用增強物件快速嘗試不同的設定。

您可以用這種方式調整對比度，亮度，色彩平衡和清晰度。

增強影象

from PIL import ImageEnhance

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

影象序列

Python影象庫包含對影象序列（也稱為動畫格式）的一些基本支援。支援的序列格式包括FLI/FLC, GIF和一些實驗格式。 TIFF檔案也可以包含多個幀。

當你開啟一個序列檔案時，PIL自動載入序列中的第一幀。您可以使用seek和tell方法在不同的幀之間移動：

讀序列

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

正如在這個例子中看到的，當序列結束時，你會得到EOFError異常。

注意當前版本庫中的大多數驅動程式只允許您尋找下一幀（如上例所示）。要倒回檔案，您可能必須重新開啟它。

下面的類讓你使用for語句來遍歷序列：

from PIL import ImageSequence
for frame in ImageSequence.Iterator(im):
# ...do something to frame...

後記列印

Python影像庫包括在Postscript印表機上列印影象，文字和圖形的功能。這裡有一個簡單的例子：

from PIL import Image
from PIL import PSDraw

im = Image.open("hopper.ppm")
title = "hopper"
box = (1*72, 2*72, 7*72, 10*72) # 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 title
ps.setfont("HelveticaNarrow-Bold", 36)
ps.text((3*72, 4*72), title)

ps.end_document()

更多關於讀圖片

如前所述，Image模組的open() 函式用於開啟影象檔案。在大多數情況下，您只需將檔名作為引數傳遞給它：

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

如果一切順利，結果是一個PIL.Image.Image物件。否則，會引發IOError異常。

您可以使用檔案類物件而不是檔名。該物件必須實現read(), seek()和tell()方法，並以二進位制模式開啟。

從開啟的檔案中讀取

from PIL import Image
with open("hopper.ppm", "rb") as fp:
im = Image.open(fp)

要從字串資料讀取影象，請使用StringIO類：

從字串中讀取

import StringIO

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

請注意，在讀取影象標題之前，庫會回滾檔案(使用seek(0)）。另外，當讀取影象資料時(通過載入方法)，也將使用seek。如果映像檔案嵌入到較大的檔案中，例如tar檔案，則可以使用ContainerIO或TarIO模組訪問它。

從tar檔案中讀取

from PIL import Image, TarIO

fp = TarIO.TarIO("Tests/images/hopper.tar", "hopper.jpg")
im = Image.open(fp)

控制解碼器

某些解碼器允許您在從檔案中讀取影象的同時操作影象。當建立縮圖時（速度通常比質量更重要）和列印到黑白鐳射印表機（只需要灰度版本的影象時）時，通常可以使用此功能來加速解碼。

draft() 方法處理已開啟但尚未載入的影象，以便儘可能匹配給定的模式和大小。這是通過重新配置影象解碼器完成的。

以草稿模式閱讀

這僅適用於JPEG和MPO檔案。

from PIL import Image
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)

這樣打印出如下內容：

original = RGB (512, 512)
draft = L (128, 128)

請注意，生成的影象可能不完全符合請求的模式和尺寸。為確保影象不大於給定大小，請改用縮圖方法。