关于python:Python-细聊一下可以媲美-PS-的-PIL-图片处理库

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1 . 前言

PIL 是 Python Image Library 的简称。

PIL 库中提供了诸多用来解决图片的模块，能够对图片做相似于 PS（Photoshop）的编辑。比方：扭转图像大小、旋转图像、图像格式转换，转换色彩通道，图像增强，直方图解决，插值和滤波等等。

PIL 是第三方库，应用之前须要先装置。

pip install pillow

2. 色彩模式

持续之前先解一个重要概念：色彩模式。

所谓色彩模式：指在计算机中如何模拟出事实世界中的各种色彩，或精确讲是一种色彩生成算法。

罕用的色彩模式：

  • RGB： 基础理论就是对图片中的每一个像素点，按 红 (Red)、绿 (Green)、蓝(Blue) 三色系的不同重量组合出事实世界中的色彩。也能够说，咱们在计算机上中所看到的 RGB 图片的色彩是由 三色系重量 组合而成。或称其有 3 个色彩通道。

    Tip： 咱们在电脑中所看到的图片大多数都是 像素图片，像素图片的特点就是整张图片由很多的像素点组成，每一个像素点有本人的色彩。

    在 RGB 色彩模式中，计算机为红色、绿色、蓝色别离调配 8 bit 的空间，也意味着红色、绿色、蓝色各自的重量变动是在 0~255（8bit 二进制换算成十进制度的最大值）之间。

    所以计算机应用 RGB 色彩模式最多能够模拟出 255X255X255 种颜色，这应该足够多了，曾经能够让计算机显示出多彩斑斓的事实世界。

    Tip： RGBA 是 RGB 色彩模式的减少版。除了能够模仿色彩，还能够摸拟透明度。A 是 Alpha 的缩写，这是能够了解为透过或透明度的意思。

  • CMYK： C：Cyan = 青色，又称为‘天蓝色’或是‘蔚蓝’；M：Magenta = 品红色，又称为‘洋红色’；Y：Yellow = 黄色；K：blacK= 彩色。CMYK 往往用于模仿印刷制品色彩。多用于广告设计。

能够应用 PIL 库的 ImageColor 模块的 getColor() 办法获取一个 色彩 的不同色彩重量值。

from PIL import ImageColor

red = ImageColor.getrgb("red")
print(red)
'''
输入后果
(255, 0, 0)
'''

Tip： ImageColor 模块外部保护有一个字典。

getColor() 办法用使用者提供的色彩名字为键，在字典中查找到对应色彩，再转换成元组后返回。

colormap = {
"aliceblue": "#f0f8ff",
"antiquewhite": "#faebd7",
"aqua": "#00ffff",
"aquamarine": "#7fffd4",
"azure": "#f0ffff",
"beige": "#f5f5dc",
"bisque": "#ffe4c4",
"black": "#000000",
"blanchedalmond": "#ffebcd",
……
}

3. 解决图片

解决图片，次要是应用 PIL 库的 Image 模块（也是外围模块）。在解决图片之前请提前准备 3 张图片（2 张 jpg 格局的图片，1 张 png 格局的图片）。

Tip： 为了不便操作，把图片寄存到我的项目目录中，加载图片时应用相对路径形容。

这是一张名为 back_,jpg 的图片

这是一张名为 dog.jpg 的图片

这是一张名为 guo_ke.png 的图片

3.1 基本操作

  1. 关上图片： 解决图片之前，先要关上图片，能够应用 Image 模块中的 open() 办法 关上。此办法返回一个 PIL.Image.Image 类型的对象。

    Tip： 本文不刻意辨别函数和办法的概念，对立称为办法。

# 原型
def open(fp, mode="r", formats=None):
    ……

open() 办法特点： open() 办法不会立刻加载图片数据，只有在解决图片或调用图片的 load() 办法时才会加载。

from PIL import Image
# open( ) 办法具备懒（提早）加载的个性
img = Image.open("back_.jpg")
#立刻加载图片数据
img.load()

open() 办法参数阐明：

  • fp： 设置要关上的图片文件。能够是字符串形容的文件名称、也能够是一个文件对象。
from PIL import Image
# mode 必须是 "rb"
file = open("dog.png", mode="rb")
#文件对象作为参数
img = Image.open(file)
  • mode： 对图片文件操作的模式，默认是“r”。如果设置，也只能是 “r”。
  • formats： 列表或元组类型，指定文件的关上格局，默认由办法本人判断。
  1. 图片的惯例属性： 图片对象有几个罕用的属性。
  • mode： 图片的色彩模式（RGB，CMYK，RGBA，L……）。不同色彩模式的图片其通道数量会有差别。
  • format： 图片的格局（PNG，JPEG，GIF……）。JPEG 格局的图片没有 A 通道，所以 JPEG 图片是没有透明度信息的。PNG 图片有 A 通道，具备透明性。GIF 图片格式有帧的概念，一张 GIF 图片其实是由多张图片组成的，每一张图片为一帧。
  • size： 图片大小。在解决图片时，图片大小用 2 元组示意。
from PIL import Image
img = Image.open("dog.jpg", mode="r")
print("图片色彩模式：", img.mode)
print("图片的格局:", img.format)
print("图片的大小:", img.size)
'''
输入后果
图片色彩模式：RGB
图片的格局: JPEG
图片的大小: (852, 639)
'''
  1. 批改图片的属性

PIL.Image.Image 对象提供有办法用来批改图片的的属性，如扭转大小、扭转模式、扭转格局。

批改图片的大小： 可应用图片对象的 resize() 办法批改图片的大小。此办法的参数必须是 2 元组类型。*，返回一个图片正本。

Tip： 不是间接批改原图片的大小（原图片是以 r 模式关上的）。相似于按给定的大小在原图片做插值运算后从新生成一张图片。

# 返回一个新的 PIL.Image.Image 对象
img=img.resize((300,300))

批改的图片的色彩模式： 能够应用图片对象的 conver() 办法批改图片模式。能够取值范畴：1、L、P、RGB、RGBA、CMYK、YCbCr、I、F。返回的也是一个图片正本。

1 模式： 黑白图片模式，每一个像素只有黑或白两个色彩。

from PIL import Image
img = Image.open("dog.jpg", mode="r")
img1 = img.convert('1')
img.show()

L 模式： 生成灰度图片，每一个像素的色彩会从新按 L = R 299/1000 + G 587/1000 + B * 114/1000 进行换算。

Tip： 当像素点的 RGB 色彩重量雷同时，组合进去的就是灰色。灰色系有 256 阶梯，从 0~255。0 示意彩色，255 示意红色，从 0 到 255 色彩由黑逐步转向白。
#000 彩色，#111、# 222、#333 ……逐步到 #FFF 红色。灰度图片要比黑白图片的色彩档次
丰盛

from PIL import Image
img = Image.open("dog.jpg", mode="r")
img = img.convert('L')
img.show()

当把 RGBA 模式转换成 RGB 模式时，只会获取其中的 RGB 色彩通道（舍弃通明信息）。当由 RGB 模式转换成 RGBA 模式时。会主动增加 A 通道，补值为 255。

from PIL import Image

img = Image.open("dog.jpg", mode="r")
print(img.mode)
print(img.getpixel((1, 1)))
img = img.convert("RGBA")
# 应用 getpixel( ) 办法获取任意一点的色彩模式
print(img.getpixel((1, 1)))
print(img.mode)
'''
输入后果
RGB
(207, 209, 222)
(207, 209, 222, 255)
RGBA
'''
  1. 保留图片。图片批改后能够应用 save() 办法对其保留。
def save(self, fp, format=None, **params):

save() 办法的参数阐明：

  • fp： 字符串形容的文件名或一个文件对象。
  • format： 保留时指定图片的格局（JPG、PNG……）。如果省略此参数，则由文件的扩展名确定。如果 fp 是一个文件对象，此参数不能省略。
  • params： 扩大参数。

保留图片的正本：除了文件名不一样，其它数据信息都是雷同。

from PIL import Image
img = Image.open("dog.jpg")
img.save("dog_01.jpg")

保留时批改图片格式：

from PIL import Image

# 原图片格式为 jpg
img = Image.open("dog.jpg")
print("dog.jpg 图片的色彩模式:", img.mode)
# 保留后图片的格局为 png
img.save("dog_02.png")
img = Image.open("dog_02.png")
print("dog_02.png 的色彩模式：", img.mode)
'''
输入后果
dog.jpg 图片的色彩模式: RGB
dog_02.png 的色彩模式：RGB
'''

Tip： dog.jpg 图片是 RGB 模式，尽管在保留时指定 PNG 扩展名，但零碎不会增加 A 通道，dog_02.png 图片的色彩模式还是 RGB 模式。

如下代码会抛异样：因为无奈将 RGBA 模式的图片以 JPEG 格局保留

from PIL import Image
# png 格局的图片有通明通道, 其色彩模式是 RGBA.
img = Image.open("guo_ke.png")
print(img.mode)
# jpg 格局的图片没有通明通道
img.save("guo_ke.jpg")
'''
输入后果
OSError: cannot write mode RGBA as JPEG
'''

3.2 变形操作

变形操作包含对图片的 旋转、裁剪、复制和粘贴一系列操作。

rotate()办法： 此办法应用一个角度值旋转图片，返回图片正本。

角度为正值时以逆时针方向旋转，负值向顺时针方向旋转．能够通过调整角度，让图片程度或垂直方向翻转。

from PIL import Image
img = Image.open("dog.jpg")
img=img.rotate(30)
img.show()

默认状况下，图片旋转后的空白处填充彩色。能够应用 rotate()办法 的 fillcolor 参数为图片旋转后留下的空白处指定填充色彩。

from PIL import Image
img = Image.open("dog.jpg")
img=img.rotate(-45,fillcolor="blue")
img.show()

能够应用 rotate()办法 的 center 参数调整图片的中心点的地位。

from PIL import Image
img = Image.open("dog.jpg")
img = img.rotate(45, fillcolor="blue", center=(20, 20))
img.show()

crop() 办法: 裁剪图片，裁剪时须要在原图片中确定一个须要保留的矩形区域。此办法返回一个图片正本。

from PIL import Image
img = Image.open("dog.jpg")
# 4 元组, 前 2 个数字 示意矩形的左上角, 后 2 个数字 示意矩形的右下角
img = img.crop((0, 0, 400, 400))
img.show()

图片的坐标系，图片的最左上角为原点，程度向右为 X 正轴，垂直向下为 正轴．

​ 裁剪后的图片

copy()办法： 复制图片，返回和原图片齐全一样的图片正本。图片正本和原图片之间是齐全独立的，批改其中的一张图片不会影响另一张图片。

paste()办法： 粘贴图片，能够把一张图片粘贴到另一张图片上。如把小狗的图片粘贴到背景图片上。

def paste(self, im, box=None, mask=None):

参数阐明：

  • im： 须要被粘贴的图片（这里是小狗图片）。
  • box： 图片被粘贴的地位。box 能够是一个 2 元组，这 2 个示意小狗图片的左上角在背景图片上的地位。如果是 4 元组，则被粘贴的图片（小狗图片）必须和 4 元组所形容的矩形区域的大小一样。
  • mask：遮罩图片，遮罩图片最好有透明性，如 PNG 图片。
from PIL import Image
# 关上背景图片
back_img = Image.open("back_.jpg")
# 关上小狗图片
dog_img = Image.open("dog.jpg")
# 批改小狗的大小
dog_img = dog_img.resize((180, 120))
# 复制图片
back_copy_img = back_img.copy()
# (300,200) 或（300,200,480,320）back_copy_img.paste(dog_img, (300, 200))
back_copy_img.show()

遮罩图片的应用，遮罩图片只能是 “1”, “L” or “RGBA” 模式的图片，且遮罩图片和被粘贴的图片大小必须一样。

from PIL import Image
# 关上背景图片
back_img = Image.open("back_.jpg")
# 关上小狗图片
dog_img = Image.open("dog.jpg")
# 批改小狗的大小
dog_img = dog_img.resize((180, 120))
# 复制图片
back_copy_img = back_img.copy()
# 遮罩图片 须要有透明度信息
mask_img = Image.open("js.png")
# 批改 遮罩图片 和 小狗图片一样大小
mask_img = mask_img.resize((180, 120))
# 粘贴
back_copy_img.paste(dog_img, box=(300, 200, 480, 320), mask=mask_img)
back_copy_img.show()

3.3 合并色彩通道

RGB 色彩模式的图片有 3 个色彩通道，RGBA 色彩模式的图片有 3 个色彩通道另加 1 个透明度通道。能够应用 split() 办法 拆散出图片的色彩通道，而后依据本人的须要再重新排列色彩通道失去不同成果的图片。

拆散小狗图片的色彩通道，并重组色彩通道。merge() 办法能通过指定的色彩通道创立一张新图片。

from PIL import Image
dog_img = Image.open("dog.jpg")
# 拆散色彩通道
r, g, b = dog_img.split()
# 打乱色彩通道失去新图片 蓝色通道和红色通道调换
dog_img = Image.merge(dog_img.mode, (b, g, r))
dog_img.show()

能够对分离出来的色彩通道进行独自批改批改，批改后再重组出新的图片。

from PIL import Image

dog_img = Image.open("dog.jpg")
# 拆散色彩通道
r, g, b = dog_img.split()
# 批改每一个色彩通道中的像素点的值
r = r.point(lambda i: i + 10)
g = r.point(lambda i: i * 0.6)
b = b.point(lambda i: i + 100)
dog_img = Image.merge(dog_img.mode, (r, g, b))
dog_img.show()

上面的代码应用 getpixel() 办法 通过给定的坐标值找到每一点的色彩模式。而后对每一个像素点的色彩模式进行重构。

from PIL import Image
dog_img = Image.open("dog.jpg")
w, h = dog_img.size
for i in range(w):
    for j in range(h):
        # 获取每一个像素点的色彩模式
        c = dog_img.getpixel((i, j))
        # 批改每一个像素点的色彩模式 红色减轻，绿色缩小。dog_img.putpixel((i, j), (c[0] + 100, c[1] - 20, c[2] + 30))
dog_img.show()

重组 不同图片 中的色彩通道，要求所有图片的大小都一样。

from PIL import Image
dog_img = Image.open("dog.jpg")
# 拆散色彩通道
r, g, b = dog_img.split()
img1 = Image.open("guo_ke.png")
#两张图片的大小一样
img1=img1.resize(dog_img.size)
# js.png 色彩模式是 rgba
r1,g1,b1,a=img1.split()
# 混合 两张图片的不同通道
img=Image.merge("RGBA",(r1,g,b1,a))
img.show()

3.4 滤镜和减少

能够像 PS 一样给图片增加滤镜，并且能够调整图片的对比度，色调……等信息。

ImageFilter 模块提供有各种滤镜对象，图片应用滤镜后会返回一个图片正本。

  • BLUR：含糊成果
  • CONTOUR：轮廓成果
  • DETAIL：细节成果
  • EDGR_ENHANCE：边界加强成果
  • EDGE_ENHANCE_MODE：阈值边界加强成果
  • EMBOSS：浮雕成果
  • FIND_EDGES：边界成果
  • SMOOTH：平滑成果
  • SMOOTH_MODE：阈值平滑成果
  • SHARPEN：锐化成果

给小狗图片增加滤镜成果：

from PIL import ImageFilter
from PIL import Image
dog_img = Image.open("dog.jpg")
# 浮雕成果
dog_img = dog_img.filter(ImageFilter.EMBOSS)
dog_img.show()

其它的成果大家能够本人试一试。

ImageEnhance 类提供有批改图片对比度，色调等信息的对象。这些对象都有一个 enhance(factor) 办法用来设置加强的强度。

  • Color(im)：调整色彩均衡
  • Contrast(im)：调整对比度
  • Brightness(im)：调整亮度
  • Sharpness(im)：调整锐度

加强图片的高度：

from PIL import ImageFilter
from PIL import Image
from PIL import ImageEnhance

dog_img = Image.open("dog.jpg")
dog_img = dog_img.filter(ImageFilter.SHARPEN)
# 构建 Brightness 对象
dog_img=ImageEnhance.Brightness(dog_img)
# 调用 Brightness 对象的 enhance()设置减少的数值
dog_img.enhance(2).show()

4 . 总结

本文介绍了 PIL 库的 ImageColor、Image、ImageFilter、ImageEnchance 模块。除此之外，PIL 中还有很多与图片解决相干的模块。应用这些模块，简直能够实现 PS 中能实现的工作。

对于图片解决还有些高级利用，有工夫再另开拓新文。

正文完
python
发表至： python
2022-03-11
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