Python图像处理

图像处理

本章工作任务

u 任务1：了解Pillow库的基本操作

u 任务2：掌握图像格式转换

u 任务3：掌握改变图像尺寸

u 任务4：掌握剪裁图像

u 任务5：掌握滤镜处理

本章技能目标及重难点

编号技能点描述级别

1了解Pillow库的基本操作★

2掌握图像格式转换★★

3u掌握改变图像尺寸★★★

4掌握剪裁图像★★★

5掌握滤镜处理★★★

注： "★"理解级别 "★★"掌握级别 "★★★"应用级别

本章学习目标

本章开始学习Python图像处理，需要同学们理解如何使用Pillow来操作图像，实现格式转换，改变大小尺寸，裁剪，滤镜处理。

本章学习建议

本章适合有Python基础的学员学习。

本章内容（学习活动）

1.1为什么使用Pillow？

Python的图像处理通常用Pillow（Python Imaging Library(Fork)）来进行。Pillow有PIL（Python Imaging Library）的分支工程开发而来。由于PIL已经停止开发及维护，所以如今Pillow成为了主流。他支持JPEG，PNG，GIF，BMP等多种图像格式。

1.1.1安装Pillow

Pillow与多种处理图像数据的程序库存在依赖关系，因此安装时需要多级注意。目前Pillow在PyPI上提供了面向Window和OS X的wheel安装包。在Window和OS X上安装（包括用pip命令安装）时不需要进行编译。如果使用的是其他平台，那么由于需要从sdist进行c拓展的编译，所以必须准备编译器和各类图像处理库。

使用命令pip，进行安装。

1.1.2Ubuntu安装Pillow

如果使用源码构建，我们需要准备进行Pillow编译时所需的库。

首先，因为需要编译C扩展，所以需要一些基本的开发工具。我们先来确认一下C扩展的安装。

pkg-config python2.7 --libs --cflags

安装Pillow需要的程序包

sudo apt-get install libjpeg-dev libopenjpeg-dev zliblgpdev libtiff5-dev

现在所需的工具和库已经齐全了，可以使用pip进行安装了。

pip install pillow

1.2如何进行图像格式转换

图像文件的格式转换通过在Image类的save方法的传值参数中指定格式并保存来完成。下面，我们打开当前目录下名为python.gif的图像文件。

将其转换为JPEG格式，并保存在python_convert,jpg文件中。

可以看到，程序在读取完文件之后将图像模式转为了RGB。

在GIF以及不足256色的PNG、BMP等格式中，颜色信息都保存在调色板数据块里。这类文件用Pillow打开是分为P模式（调色板模式）和I模式（单色模式）。另外，JPEG文件有时还会是CMYK模式。当模式不支持save方式指定的格式时，程序会报错，所以要先用convert方法进行模式转换。

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1.3如何改变图像尺寸

如果想改变图像尺寸，可以使用Image类的thumbnail方法或resize方法。下面，我们打开当前目录下的python.jpg图像文件。

将其长款缩小一半后保存为python_thumbnail.jpg。

Image类的对象能够通过size属性以元祖的形式获取图像的长和宽。

thumbanil方法的第一个传值参数制定了图像长和宽的元祖，第二个传值参数制定了滤镜Image.ANTIALIAS。滤镜有NEAREST，BILINER、BICUBIC（双三次方）、ANTIALIAS（抗锯齿）这四种可供选择，其中使用ANTIALIAS

（抗锯齿）修改尺寸后的图像品质最高（损失最小）。

在执行thumbnail方法之后，会直接修改对象自身的图像大小。但是，这个方法只能用于长宽比例不变的修改。变更长宽比例时需要使用resize方法。下面，我们打开当前目录下名为python.jpg的图像文件，将其长度放大为2倍后保存为python_resize.jpg。

与thumbnail方法不同，resize方法的返回值是修改尺寸之后的Image类的对象。它同thumbnail一样，可以制定滤镜。

1.4如何进行裁剪

Image类的crop方法能够以长方形裁剪图像。下面，我们打开当前目录下名为python.jpg的图像文件，按照图形的宽度从正中间裁剪一个长方形并保存为python_crop.jpg

crop方法的传值参数是包含了4个值的元祖（Tuple），这4个值代表长方形裁剪区域的左上角坐标和右下角坐标。crop的返回值为存有剪裁后图像的Image类对象。

1.5对图像进行滤镜处理

1.5.1全反色

进行滤镜处理必须获取像素值。像素值可以用Image类的getdata方法和getpixel方法来获取。获取的像素值为包含了R（红）、G（绿）、B（蓝）3个值的范围均为0,255。下面，我们打开当前目录下的名为python.jpg的图像文件，将所有像素反色并保存为python_filter.jpg。

getdata()方法能够返回一个迭代器，用于逐一访问图像的每一组像素值。在上面例子中，我们注意去除了每个像素的像素值并进行反色（255减去色值）。等所有像素值处理完毕之后，用putdata方法替换了Image类的对象的像素。

1.5.2单像素反色

如果要获取指定坐标的像素值，可以使用Image类的getpixel方法。下面，我们打开当前目录下的名为python.jpg的图像文件，讲右上角的香色反色并保存为python_pixel.jpg。

1.5.3总结

getpixel方法的传值参数为含有横纵坐标（起点为0）两个值的元祖。改写指定位置像素值时使用putpixel方法。这些方法的方便之处在于能够制定坐标，但是速度太慢，因此一旦需要大量处理，他们的效率并不见得比getdata，putdata等方法更高。类似如下代码，没有getdata效率高。

视频学习更快捷了解Pillow的模块的应用。