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，在這里我們以Mac OS環境為例：

(1)、使用 pip 安裝 Python 庫。pip 是 Python 的包管理工具，安裝后就可以直接在命令行一站式地安裝/管理各種庫了(pip 文檔)。

1. $ wget http://pypi.python.org/packages/source/p/pip/pip-0.7.2.tar.gz 
2.  
3. $ tar xzf pip-0.7.2.tar.gz 
4.  
5. $ cd pip-0.7.2 
6.  
7. $ python setup.py install 

(2)、使用 pip 下載獲取 Pillow：

1. $ 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。于是打開 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：

1. $ 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，該類存在于同名的模塊中?？梢酝ㄟ^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：

1. >>> from PIL import Image 
2. >>> 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

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

1. 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，那么該屬性值為None;size屬性是一個tuple，表示圖像的寬和高(單位為像素);mode屬性為表示圖像的模式，常用的模式為：L為灰度圖，RGB為真彩色，CMYK為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：

1. >>> im.show() 

ps：標準版本的show()方法不是很有效率，因為它先將圖像保存為一個臨時文件，然后使用xv進行顯示。如果沒有安裝xv，該函數甚至不能工作。但是該方法非常便于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，那么文件名中的擴展名用來指定文件格式。

圖片轉成jpg格式

1. from __future__ import print_function 
2. import os, sys 
3. from PIL import Image 
4.  
5. for infile in sys.argv[1:]: 
6. f, e = os.path.splitext(infile) 
7. outfile = f + ".jpg" 
8. if infile != outfile: 
9. try: 
10. Image.open(infile).save(outfile) 
11. except IOError: 
12. 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，那么第二個參數是必須的。

創建縮略圖

1. from __future__ import print_function 
2. import os, sys 
3. from PIL import Image 
4.  
5. size = (128, 128) 
6.  
7. for infile in sys.argv[1:]: 
8. outfile = os.path.splitext(infile)[0] + ".thumbnail" 
9. if infile != outfile: 
10. try: 
11. im = Image.open(infile) 
12. im.thumbnail(size) 
13. im.save(outfile, "JPEG") 
14. except IOError: 
15. 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，余下數據直到需要時才處理。

這意味著打開文件非?？欤c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

1. from __future__ import print_function 
2. import sys 
3. from PIL import Image 
4.  
5. for infile in sys.argv[1:]: 
6. try: 
7. with Image.open(infile) as im: 
8. print(infile, im.format, "%dx%d" % im.size, im.mode) 
9. except IOError: 
10. pass 

裁剪、粘貼、與合并圖片

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

從圖片中復制子圖像

1. box = im.copy() #直接復制圖像 
2. box = (100, 100, 400, 400) 
3. region = im.crop(box) 

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

處理子圖，粘貼回原圖

1. region = region.transpose(Image.ROTATE_180) 
2. 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

1. Rolling an image 
2.  
3. def roll(image, delta): 
4. "Roll an image sideways" 
5.  
6. image = image.copy() #復制圖像 
7. xsize, ysize = image.size 
8.  
9. delta = delta % xsize 
10. if delta == 0: return image 
11.  
12. part1 = image.crop((0, 0, delta, ysize)) 
13. part2 = image.crop((delta, 0, xsize, ysize)) 
14. image.paste(part2, (0, 0, xsize-delta, ysize)) 
15. image.paste(part1, (xsize-delta, 0, xsize, ysize)) 
16.  
17. return image 

分離和合并通道

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

對于單通道圖片，split()返回圖像本身。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

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

置換圖像

1. out = im.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT) 
2. out = im.transpose(Image.FLIP_TOP_BOTTOM) 
3. out = im.transpose(Image.ROTATE_90) 
4. out = im.transpose(Image.ROTATE_180) 
5. 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

1. 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filters

1. from PIL import ImageFilter 
2. 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

1. # multiply each pixel by 1.2 
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

1. # split the image into individual bands 
2. source = im.split() 
3.  
4. R, G, B = 0, 1, 2 
5.  
6. # select regions where red is less than 100 
7. mask = source[R].point(lambda i: i < 100 and 255) 
8.  
9. # process the green band 
10. out = source[G].point(lambda i: i * 0.7) 
11.  
12. # paste the processed band back, but only where red was < 100 
13. source[G].paste(out, None, mask) 
14.  
15. # build a new multiband image 
16. im = Image.merge(im.mode, source) 

注意到創建mask的語句：

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

該句可以用下句表示

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

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參數用法：當為0時，保留當前值，255為使用paste進來的值，中間則用于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

1. from PIL import ImageEnhance 
2.  
3. enh = ImageEnhance.Contrast(im) 
4. 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和其他一些處于實驗階段的格式。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。

1. from PIL import Image 
2.  
3. im = Image.open("animation.gif") 
4. im.seek(1) # skip to the second frame 
5.  
6. try: 
7. while 1: 
8. im.seek(im.tell()+1) 
9. # do something to im 
10. except EOFError: 
11. pass # end of sequence 

當讀取到最后一幀時，Pillow拋出EOFError異常。

當前版本只允許seek到下一幀。為了倒回之前，必須重新打開文件。

或者可以使用下述迭代器類

動態圖迭代器類

1. class ImageSequence: 
2. def __init__(self, im): 
3. self.im = im 
4. def __getitem__(self, ix): 
5. try: 
6. if ix: 
7. self.im.seek(ix) 
8. return self.im 
9. except EOFError: 
10. raise IndexError # end of sequence 
11.  
12. for frame in ImageSequence(im): 
13. # ...do something to frame... 
14. Postscript Printing 

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

1. Drawing Postscript 
2.  
3. from PIL import Image 
4. from PIL import PSDraw 
5.  
6. im = Image.open("lena.ppm") 
7. title = "lena" 
8. box = (1*72, 2*72, 7*72, 10*72) # in points 
9.  
10. ps = PSDraw.PSDraw() # default is sys.stdout 
11. ps.begin_document(title) 
12.  
13. # draw the image (75 dpi) 
14. ps.image(box, im, 75) 
15. ps.rectangle(box) 
16.  
17. # draw centered title 
18. ps.setfont("HelveticaNarrow-Bold", 36) 
19. w, h, b = ps.textsize(title) 
20. ps.text((4*72-w/2, 1*72-h), title) 
21.  
22. 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

1. import StringIO 
2.  
3. im = Image.open(StringIO.StringIO(buffer)) 

從tar文件中讀取

1. from PIL import TarIO 
2.  
3. fp = TarIO.TarIO("Imaging.tar", "Imaging/test/lena.ppm") 
4. 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盡可能(可能不會完全等于給定的參數)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

1. from __future__ import print_function 
2. im = Image.open(file) 
3. print("original =", im.mode, im.size) 
4.  
5. im.draft("L", (100, 100)) 
6. print("draft =", im.mode, im.size)