『壹』 python的pillow庫怎麼使用
Pillow是Python里的圖像處理庫（PIL：Python Image Library），提供了了廣泛的文件格式支持，強大的圖像處理能力，主要包括圖像儲存、圖像顯示、格式轉換以及基本的圖像處理操作等。
1）使用 Image 類
PIL最重要的類是 Image class, 你可以通過多種方法創建這個類的實例；你可以從文件載入圖像，或者處理其他圖像, 或者從 scratch 創建。
要從文件載入圖像，可以使用open( )函數，在Image模塊中：
[python]view plain
>>>fromPILimportImage
>>>im=Image.open("E:/photoshop/1.jpg")
載入成功後，將返回一個Image對象，可以通過使用示例屬性查看文件內容：
[python]view plain
>>>print(im.format,im.size,im.mode)
('JPEG',(600,351),'RGB')
>>>
format這個屬性標識了圖像來源。如果圖像不是從文件讀取它的值就是None。size屬性是一個二元tuple，包含width和height（寬度和高度，單位都是px）。mode屬性定義了圖像bands的數量和名稱，以及像素類型和深度。常見的modes 有 「L」 (luminance) 表示灰度圖像, 「RGB」 表示真彩色圖像, and 「CMYK」 表示出版圖像。
如果文件打開錯誤，返回IOError錯誤。
只要你有了 Image 類的實例，你就可以通過類的方法處理圖像。比如，下列方法可以顯示圖像：
[python]view plain
im.show()
2）讀寫圖像
PIL 模塊支持大量圖片格式。使用在 Image 模塊的 open() 函數從磁碟讀取文件。你不需要知道文件格式就能打開它，這個庫能夠根據文件內容自動確定文件格式。要保存文件，使用 Image 類的 save() 方法。保存文件的時候文件名變得重要了。除非你指定格式，否則這個庫將會以文件名的擴展名作為格式保存。
載入文件，並轉化為png格式：
[python]view plain
"PythonImageLibraryTest"
fromPILimportImage
importos
importsys
forinfileinsys.argv[1:]:
f,e=os.path.splitext(infile)
outfile=f+".png"
ifinfile!=outfile:
try:
Image.open(infile).save(outfile)
exceptIOError:
print("Cannotconvert",infile)
save() 方法的第二個參數可以指定文件格式。
3）創建縮略圖
縮略圖是網路開發或圖像軟體預覽常用的一種基本技術，使用Python的Pillow圖像庫可以很方便的建立縮略圖，如下：
[python]view plain
#createthumbnail
size=(128,128)
forinfileinglob.glob("E:/photoshop/*.jpg"):
f,ext=os.path.splitext(infile)
img=Image.open(infile)
img.thumbnail(size,Image.ANTIALIAS)
img.save(f+".thumbnail","JPEG")
上段代碼對photoshop下的jpg圖像文件全部創建縮略圖，並保存，glob模塊是一種智能化的文件名匹配技術，在批圖像處理中經常會用到。
注意：Pillow庫不會直接解碼或者載入圖像柵格數據。當你打開一個文件，只會讀取文件頭信息用來確定格式，顏色模式，大小等等，文件的剩餘部分不會主動處理。這意味著打開一個圖像文件的操作十分快速，跟圖片大小和壓縮方式無關。
4）圖像的剪切、粘貼與合並操作
Image 類包含的方法允許你操作圖像部分選區，PIL.Image.Image.crop 方法獲取圖像的一個子矩形選區，如：
[python]view plain
#crop,pasteandmerge
im=Image.open("E:/photoshop/lena.jpg")
box=(100,100,300,300)
region=im.crop(box)
矩形選區有一個4元元組定義，分別表示左、上、右、下的坐標。這個庫以左上角為坐標原點，單位是px，所以上訴代碼復制了一個 200x200 pixels 的矩形選區。這個選區現在可以被處理並且粘貼到原圖。
[python]view plain
region=region.transpose(Image.ROTATE_180)
im.paste(region,box)
當你粘貼矩形選區的時候必須保證尺寸一致。此外，矩形選區不能在圖像外。然而你不必保證矩形選區和原圖的顏色模式一致，因為矩形選區會被自動轉換顏色。
5）分離和合並顏色通道
對於多通道圖像，有時候在處理時希望能夠分別對每個通道處理，處理完成後重新合成多通道，在Pillow中，很簡單，如下：
[python]view plain
r,g,b=im.split()
im=Image.merge("RGB",(r,g,b))
對於split（ ）函數，如果是單通道的，則返回其本身，否則，返回各個通道。
6）幾何變換
對圖像進行幾何變換是一種基本處理，在Pillow中包括resize( )和rotate( )，如用法如下：
[python]view plain
out=im.resize((128,128))
out=im.rotate(45)#degreeconter-clockwise
其中，resize( )函數的參數是一個新圖像大小的元祖，而rotate( )則需要輸入順時針的旋轉角度。在Pillow中，對於一些常見的旋轉作了專門的定義：
[python]view plain
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)
7）顏色空間變換
在處理圖像時，根據需要進行顏色空間的轉換，如將彩色轉換為灰度：
[python]view plain
cmyk=im.convert("CMYK")
gray=im.convert("L")
8）圖像濾波
圖像濾波在ImageFilter 模塊中，在該模塊中，預先定義了很多增強濾波器，可以通過filter( )函數使用，預定義濾波器包括：
BLUR、CONTOUR、DETAIL、EDGE_ENHANCE、EDGE_ENHANCE_MORE、EMBOSS、FIND_EDGES、SMOOTH、SMOOTH_MORE、SHARPEN。其中BLUR就是均值濾波，CONTOUR找輪廓，FIND_EDGES邊緣檢測，使用該模塊時，需先導入，使用方法如下：
[python]view plain
fromPILimportImageFilter
imgF=Image.open("E:/photoshop/lena.jpg")
outF=imgF.filter(ImageFilter.DETAIL)
conF=imgF.filter(ImageFilter.CONTOUR)
edgeF=imgF.filter(ImageFilter.FIND_EDGES)
imgF.show()
outF.show()
conF.show()
edgeF.show()
除此以外，ImageFilter模塊還包括一些擴展性強的濾波器：
classPIL.ImageFilter.GaussianBlur(radius=2)
Gaussian blur filter.
參數:
radius– Blur radius.classPIL.ImageFilter.UnsharpMask(radius=2,percent=150,threshold=3)
Unsharp mask filter.
See Wikipedia』s entry ondigital unsharp maskingfor an explanation of the parameters.
classPIL.ImageFilter.Kernel(size,kernel,scale=None,offset=0)
Create a convolution kernel. The current version only supports 3x3 and 5x5 integer and floating point kernels.
In the current version, kernels can only be applied to 「L」 and 「RGB」 images.
參數:
size– Kernel size, given as (width, height). In the current version, this must be (3,3) or (5,5).
kernel– A sequence containing kernel weights.
scale– Scale factor. If given, the result for each pixel is divided by this value. the default is the sum of the kernel weights.
offset– Offset. If given, this value is added to the result, after it has been divided by the scale factor.
classPIL.ImageFilter.RankFilter(size,rank)
Create a rank filter. The rank filter sorts all pixels in a window of the given size, and returns therank『th value.
參數:
size– The kernel size, in pixels.
rank– What pixel value to pick. Use 0 for a min filter,size*size/2for a median filter,size*size-1for a max filter, etc.
classPIL.ImageFilter.MedianFilter(size=3)
Create a median filter. Picks the median pixel value in a window with the given size.
參數:
size– The kernel size, in pixels.classPIL.ImageFilter.MinFilter(size=3)
Create a min filter. Picks the lowest pixel value in a window with the given size.
參數:
size– The kernel size, in pixels.classPIL.ImageFilter.MaxFilter(size=3)
Create a max filter. Picks the largest pixel value in a window with the given size.
參數:
size– The kernel size, in pixels.classPIL.ImageFilter.ModeFilter(size=3)
Create a mode filter. Picks the most frequent pixel value in a box with the given size. Pixel values that occur only once or twice are ignored; if no pixel value occurs more than twice, the original pixel value is preserved.
參數:
size– The kernel size, in pixels.更多詳細內容可以參考：PIL/ImageFilter
9）圖像增強
圖像增強也是圖像預處理中的一個基本技術，Pillow中的圖像增強函數主要在ImageEnhance模塊下，通過該模塊可以調節圖像的顏色、對比度和飽和度和銳化等：
[python]view plain
fromPILimportImageEnhance
imgE=Image.open("E:/photoshop/lena.jpg")
imgEH=ImageEnhance.Contrast(imgE)
imgEH.enhance(1.3).show("30%morecontrast")
圖像增強：
classPIL.ImageEnhance.Color(image)
Adjust image color balance.
This class can be used to adjust the colour balance of an image, in a manner similar to the controls on a colour TV set. An enhancement factor of 0.0 gives a black and white image. A factor of 1.0 gives the original image.
classPIL.ImageEnhance.Contrast(image)
Adjust image contrast.
This class can be used to control the contrast of an image, similar to the contrast control on a TV set. An enhancement factor of 0.0 gives a solid grey image. A factor of 1.0 gives the original image.
classPIL.ImageEnhance.Brightness(image)
Adjust image brightness.
This class can be used to control the brighntess of an image. An enhancement factor of 0.0 gives a black image. A factor of 1.0 gives the original image.
classPIL.ImageEnhance.Sharpness(image)
Adjust image sharpness.
This class can be used to adjust the sharpness of an image. An enhancement factor of 0.0 gives a blurred image, a factor of 1.0 gives the original image, and a factor of 2.0 gives a sharpened image.
圖像增強的詳細內容可以參考：PIL/ImageEnhance
除了以上介紹的內容外，Pillow還有很多強大的功能：
PIL.Image.alpha_composite(im1,im2)
PIL.Image.blend(im1,im2,alpha)
PIL.Image.composite(image1,image2,mask)
PIL.Image.eval(image,*args)
PIL.Image.fromarray(obj,mode=None)
PIL.Image.frombuffer(mode,size,data,decoder_name='raw',*args)
『貳』 Python圖像處理
創建一個簡單的圖像與圖像混合
1.1 在Image模塊中，提供了創建圖像的方法。主要是通過**Image.new(mode, size, color)**實現，該方法傳入三個參數：
mode：圖像的創建模式
size：圖像的大小
color：圖像的顏色
用該方法可以創建一個簡單的圖像，之後我們可以通過save方法將圖像保存：
1.2生成圖片如下
1.3 圖像混合
透明度混合
透明度混合主要是使用**Image中的blend(im1, im2, alpha)**方法，對該方法的解釋如下：
im1：Image對象，在混合的過程中，透明度設置為（1-apha）
im2：Image對象，在混合的過程中，透明度設置為（apha）
alpha：透明度，取值是0-1。當透明度為0是，顯示im1對象；當透明度為1時，顯示im2對象
代碼實現如下
1.4原圖和混合圖的對比
1.5 遮罩混合
通過Image.composite(im1, im2, mask)方法實現遮罩混合。三個參數都是Image對象，該方法的作用就是使用mask來混合im1和im2。
1.6im1、im2和遮罩混合效果對比如下
『叄』 python：PIL圖像處理
PIL (Python Imaging Library)
Python圖像處理庫，該庫支持多種文件格式，提供強大的圖像處理功能。
PIL中最重要的類是Image類，該類在Image模塊中定義。
從文件載入圖像：
如果成功，這個函數返回一個Image對象。現在你可以使用該對象的屬性來探索文件的內容。
format 屬性指定了圖像文件的格式，如果圖像不是從文件中載入的則為 None 。
size 屬性是一個2個元素的元組，包含圖像寬度和高度（像素）。
mode 屬性定義了像素格式，常用的像素格式為：「L」 (luminance) - 灰度圖, 「RGB」 , 「CMYK」。
如果文件打開失敗, 將拋出IOError異常。
一旦你擁有一個Image類的實例，你就可以用該類定義的方法操作圖像。比如：顯示
( show() 的標准實現不是很有效率，因為它將圖像保存到一個臨時文件，然後調用外部工具（比如系統的默認圖片查看軟體）顯示圖像。該函數將是一個非常方便的調試和測試工具。)
接下來的部分展示了該庫提供的不同功能。
PIL支持多種圖像格式。從磁碟中讀取文件，只需使用 Image 模塊中的 open 函數。不需要提供文件的圖像格式。PIL庫將根據文件內容自動檢測。
如果要保存到文件，使用 Image 模塊中的 save 函數。當保存文件時，文件名很重要，除非指定格式，否則PIL庫將根據文件的擴展名來決定使用哪種格式保存。
** 轉換文件到JPEG **
save 函數的第二個參數可以指定使用的文件格式。如果文件名中使用了一個非標準的擴展名，則必須通過第二個參數來指定文件格式。
** 創建JPEG縮略圖 **
需要注意的是，PIL只有在需要的時候才載入像素數據。當你打開一個文件時，PIL只是讀取文件頭獲得文件格式、圖像模式、圖像大小等屬性，而像素數據只有在需要的時候才會載入。
這意味著打開一個圖像文件是一個非常快的操作，不會受文件大小和壓縮演算法類型的影響。
** 獲得圖像信息 **
Image 類提供了某些方法，可以操作圖像的子區域。提取圖像的某個子區域，使用 crop() 函數。
** 復制圖像的子區域 **
定義區域使用一個包含4個元素的元組，(left, upper, right, lower)。坐標原點位於左上角。上面的例子提取的子區域包含300x300個像素。
該區域可以做接下來的處理然後再粘貼回去。
** 處理子區域然後粘貼回去 **
當往回粘貼時，區域的大小必須和參數匹配。另外區域不能超出圖像的邊界。然而原圖像和區域的顏色模式無需匹配。區域會自動轉換。
** 滾動圖像 **
paste() 函數有個可選參數，接受一個掩碼圖像。掩碼中255表示指定位置為不透明，0表示粘貼的圖像完全透明，中間的值表示不同級別的透明度。
PIL允許分別操作多通道圖像的每個通道，比如RGB圖像。 split() 函數創建一個圖像集合，每個圖像包含一個通道。 merge() 函數接受一個顏色模式和一個圖像元組，然後將它們合並為一個新的圖像。接下來的例子交換了一個RGB圖像的三個通道。
** 分離和合並圖像通道 **
對於單通道圖像， split() 函數返回圖像本身。如果想處理各個顏色通道，你可能需要先將圖像轉為RGB模式。
resize() 函數接受一個元組，指定圖像的新大小。
rotate() 函數接受一個角度值，逆時針旋轉。
** 基本幾何變換 **
圖像旋轉90度也可以使用 transpose() 函數。 transpose() 函數也可以水平或垂直翻轉圖像。
** transpose **
transpose() 和 rotate() 函數在性能和結果上沒有區別。
更通用的圖像變換函數為 transform() 。
PIL可以轉換圖像的像素模式。
** 轉換顏色模式 **
PIL庫支持從其他模式轉為「L」或「RGB」模式，其他模式之間轉換，則需要使用一個中間圖像，通常是「RGB」圖像。
ImageFilter 模塊包含多個預定義的圖像增強過濾器用於 filter() 函數。
** 應用過濾器 **
point() 函數用於操作圖像的像素值。該函數通常需要傳入一個函數對象，用於操作圖像的每個像素：
** 應用點操作 **
使用以上技術可以快速地對圖像像素應用任何簡單的表達式。可以結合 point() 函數和 paste 函數修改圖像。
** 處理圖像的各個通道 **
注意用於創建掩碼圖像的語法：
Python計算邏輯表達式採用短路方式，即：如果and運算符左側為false，就不再計算and右側的表達式，而且返回結果是表達式的結果。比如 a and b 如果a為false則返回a，如果a為true則返回b，詳見Python語法。
對於更多高級的圖像增強功能，可以使用 ImageEnhance 模塊中的類。
可以調整圖像對比度、亮度、色彩平衡、銳度等。
** 增強圖像 **
PIL庫包含對圖像序列（動畫格式）的基本支持。支持的序列格式包括 FLI/FLC 、 GIF 和一些實驗性的格式。 TIFF 文件也可以包含多個幀。
當打開一個序列文件時，PIL庫自動載入第一幀。你可以使用 seek() 函數 tell() 函數在不同幀之間移動。
** 讀取序列 **
如例子中展示的，當序列到達結尾時，將拋出EOFError異常。
注意當前版本的庫中多數底層驅動只允許seek到下一幀。如果想回到前面的幀，只能重新打開圖像。
以下迭代器類允許在for語句中循環遍歷序列：
** 一個序列迭代器類 **
PIL庫包含一些函數用於將圖像、文本列印到Postscript列印機。以下是一個簡單的例子。
** 列印到Postscript **
如前所述，可以使用 open() 函數打開圖像文件，通常傳入一個文件名作為參數：
如果打開成功，返回一個Image對象，否則拋出IOError異常。
也可以使用一個file-like object代替文件名（暫可以理解為文件句柄）。該對象必須實現read，seek，tell函數，必須以二進制模式打開。
** 從文件句柄打開圖像 **
如果從字元串數據中讀取圖像，使用StringIO類：
** 從字元串中讀取 **
如果圖像文件內嵌在一個大文件里，比如 tar 文件中。可以使用ContainerIO或TarIO模塊來訪問。
** 從tar文檔中讀取 **
** 該小節不太理解，請參考原文 **
有些解碼器允許當讀取文件時操作圖像。通常用於在創建縮略圖時加速解碼（當速度比質量重要時）和輸出一個灰度圖到激光列印機時。
draft() 函數。
** Reading in draft mode **
輸出類似以下內容：
注意結果圖像可能不會和請求的模式和大小匹配。如果要確保圖像不大於指定的大小，請使用 thumbnail 函數。
Python2.7 教程 PIL
http://www.liaoxuefeng.com/wiki//
Python 之 使用 PIL 庫做圖像處理
http://www.cnblogs.com/way_testlife/archive/2011/04/17/2019013.html
來自 http://effbot.org/imagingbook/introction.htm
『肆』 10 個 Python 圖像編輯工具
以下提到的這些 Python 工具在編輯圖像、操作圖像底層數據方面都提供了簡單直接的方法。
-- Parul Pandey
當今的世界充滿了數據，而圖像數據就是其中很重要的一部分。但只有經過處理和分析，提高圖像的質量，從中提取出有效地信息，才能利用到這些圖像數據。
常見的圖像處理操作包括顯示圖像，基本的圖像操作，如裁剪、翻轉、旋轉；圖像的分割、分類、特徵提取；圖像恢復；以及圖像識別等等。Python 作為一種日益風靡的科學編程語言，是這些圖像處理操作的最佳選擇。同時，在 Python 生態當中也有很多可以免費使用的優秀的圖像處理工具。
下文將介紹 10 個可以用於圖像處理任務的 Python 庫，它們在編輯圖像、查看圖像底層數據方面都提供了簡單直接的方法。
scikit-image 是一個結合 NumPy 數組使用的開源 Python 工具，它實現了可用於研究、教育、工業應用的演算法和應用程序。即使是對於剛剛接觸 Python 生態圈的新手來說，它也是一個在使用上足夠簡單的庫。同時它的代碼質量也很高，因為它是由一個活躍的志願者社區開發的，並且通過了 同行評審(peer review)。
scikit-image 的 文檔 非常完善，其中包含了豐富的用例。
可以通過導入 skimage 使用，大部分的功能都可以在它的子模塊中找到。
圖像濾波(image filtering)：
使用 match_template() 方法實現 模板匹配(template matching)：
在 展示頁面 可以看到更多相關的例子。
NumPy 提供了對數組的支持，是 Python 編程的一個核心庫。圖像的本質其實也是一個包含像素數據點的標准 NumPy 數組，因此可以通過一些基本的 NumPy 操作（例如切片、 掩膜(mask)、 花式索引(fancy indexing)等），就可以從像素級別對圖像進行編輯。通過 NumPy 數組存儲的圖像也可以被 skimage 載入並使用 matplotlib 顯示。
在 NumPy 的 官方文檔 中提供了完整的代碼文檔和資源列表。
使用 NumPy 對圖像進行 掩膜(mask)操作：
像 NumPy 一樣， SciPy 是 Python 的一個核心科學計算模塊，也可以用於圖像的基本操作和處理。尤其是 SciPy v1.1.0 中的 scipy.ndimage 子模塊，它提供了在 n 維 NumPy 數組上的運行的函數。SciPy 目前還提供了 線性和非線性濾波(linear and non-linear filtering)、 二值形態學(binary morphology)、 B 樣條插值(B-spline interpolation)、 對象測量(object measurements)等方面的函數。
在 官方文檔 中可以查閱到 scipy.ndimage 的完整函數列表。
使用 SciPy 的 高斯濾波 對圖像進行模糊處理：
PIL (Python Imaging Library) 是一個免費 Python 編程庫，它提供了對多種格式圖像文件的打開、編輯、保存的支持。但在 2009 年之後 PIL 就停止發布新版本了。幸運的是，還有一個 PIL 的積極開發的分支 Pillow ，它的安裝過程比 PIL 更加簡單，支持大部分主流的操作系統，並且還支持 Python 3。Pillow 包含了圖像的基礎處理功能，包括像素點操作、使用內置卷積內核進行濾波、顏色空間轉換等等。
Pillow 的 官方文檔 提供了 Pillow 的安裝說明自己代碼庫中每一個模塊的示例。
使用 Pillow 中的 ImageFilter 模塊實現圖像增強：
OpenCV（Open Source Computer Vision 庫）是計算機視覺領域最廣泛使用的庫之一， OpenCV-Python 則是 OpenCV 的 Python API。OpenCV-Python 的運行速度很快，這歸功於它使用 C/C++ 編寫的後台代碼，同時由於它使用了 Python 進行封裝，因此調用和部署的難度也不大。這些優點讓 OpenCV-Python 成為了計算密集型計算機視覺應用程序的一個不錯的選擇。
入門之前最好先閱讀 OpenCV2-Python-Guide 這份文檔。
使用 OpenCV-Python 中的 金字塔融合(Pyramid Blending)將蘋果和橘子融合到一起：
SimpleCV 是一個開源的計算機視覺框架。它支持包括 OpenCV 在內的一些高性能計算機視覺庫，同時不需要去了解 位深度(bit depth)、文件格式、 色彩空間(color space)之類的概念，因此 SimpleCV 的學習曲線要比 OpenCV 平緩得多，正如它的口號所說，「將計算機視覺變得更簡單」。SimpleCV 的優點還有：
官方文檔 簡單易懂，同時也附有大量的學慣用例。
文檔 包含了安裝介紹、示例以及一些 Mahotas 的入門教程。
Mahotas 力求使用少量的代碼來實現功能。例如這個 Finding Wally 游戲 ：
ITK （Insight Segmentation and Registration Toolkit）是一個為開發者提供普適性圖像分析功能的開源、跨平台工具套件， SimpleITK 則是基於 ITK 構建出來的一個簡化層，旨在促進 ITK 在快速原型設計、教育、解釋語言中的應用。SimpleITK 作為一個圖像分析工具包，它也帶有 大量的組件 ，可以支持常規的濾波、圖像分割、 圖像配准(registration)功能。盡管 SimpleITK 使用 C++ 編寫，但它也支持包括 Python 在內的大部分編程語言。
有很多 Jupyter Notebooks 用例可以展示 SimpleITK 在教育和科研領域中的應用，通過這些用例可以看到如何使用 Python 和 R 利用 SimpleITK 來實現互動式圖像分析。
使用 Python + SimpleITK 實現的 CT/MR 圖像配准過程：
pgmagick 是使用 Python 封裝的 GraphicsMagick 庫。 GraphicsMagick 通常被認為是圖像處理界的瑞士軍刀，因為它強大而又高效的工具包支持對多達 88 種主流格式圖像文件的讀寫操作，包括 DPX、GIF、JPEG、JPEG-2000、PNG、PDF、PNM、TIFF 等等。
pgmagick 的 GitHub 倉庫 中有相關的安裝說明、依賴列表，以及詳細的 使用指引 。
圖像縮放：
邊緣提取：
Cairo 是一個用於繪制矢量圖的二維圖形庫，而 Pycairo 是用於 Cairo 的一組 Python 綁定。矢量圖的優點在於做大小縮放的過程中不會丟失圖像的清晰度。使用 Pycairo 可以在 Python 中調用 Cairo 的相關命令。
Pycairo 的 GitHub 倉庫 提供了關於安裝和使用的詳細說明，以及一份簡要介紹 Pycairo 的 入門指南 。
使用 Pycairo 繪制線段、基本圖形、 徑向漸變(radial gradients)：
以上就是 Python 中的一些有用的圖像處理庫，無論你有沒有聽說過、有沒有使用過，都值得試用一下並了解它們。
via: https://opensource.com/article/19/3/python-image-manipulation-tools
作者： Parul Pandey 選題： lujun9972 譯者： HankChow 校對： wxy
『伍』 怎樣使用Python圖像處理
Python圖像處理是一種簡單易學，功能強大的解釋型編程語言，它有簡潔明了的語法，高效率的高層數據結構，能夠簡單而有效地實現面向對象編程，下文進行對Python圖像處理進行說明。
當然，首先要感謝「戀花蝶」，是他的文章「用Python圖像處理 」 幫我堅定了用Python和PIL解決問題的想法，對於PIL的一些介紹和基本操作，可以看看這篇文章。我這里主要是介紹點我在使用過程中的經驗。
PIL可以對圖像的顏色進行轉換，並支持諸如24位彩色、8位灰度圖和二值圖等模式，簡單的轉換可以通過Image.convert(mode)函數完 成，其中mode表示輸出的顏色模式。例如''L''表示灰度，''1''表示二值圖模式等。
但是利用convert函數將灰度圖轉換為二值圖時，是採用固定的閾 值127來實現的，即灰度高於127的像素值為1，而灰度低於127的像素值為0。為了能夠通過自定義的閾值實現灰度圖到二值圖的轉換，就要用到 Image.point函數。
深度剖析Python語法功能
深度說明Python應用程序特點
對Python資料庫進行學習研究
Python開發人員對Python經驗之談
對Python動態類型語言解析
Image.point函數有多種形式，這里只討論Image.point(table, mode)，利用該函數可以通過查表的方式實現像素顏色的模式轉換。其中table為顏色轉換過程中的映射表，每個顏色通道應當有256個元素，而 mode表示所輸出的顏色模式，同樣的，''L''表示灰度，''1''表示二值圖模式。
可見，轉換過程的關鍵在於設計映射表，如果只是需要一個簡單的箝位值，可以將table中高於或低於箝位值的元素分別設為1與0。當然，由於這里的table並沒有什麼特殊要求，所以可以通過對元素的特殊設定實現（0, 255）范圍內，任意需要的一對一映射關系。
示例代碼如下：
import Image # load a color image im = Image.open(''fun.jpg'') # convert to grey level image Lim = im.convert(''L'') Lim.save(''fun_Level.jpg'') # setup a converting table with constant threshold threshold = 80 table = [] for i in range(256): if i < threshold: table.append(0) else: table.append(1) # convert to binary image by the table bim = Lim.point(table, ''1'') bim.save(''fun_binary.jpg'')
IT部分通常要完成的任務相當繁重但支撐這些工作的資源卻很少，這已經成為公開的秘密。任何承諾提高編碼效率、降低軟體總成本的IT解決方案都應該進行 周到的考慮。Python圖像處理所具有的一個顯著優勢就是可以在企業的軟體創建和維護階段節約大量資金，而這兩個階段的軟體成本佔到了軟體整個生命周期中總成本 的50%到95%。
Python清晰可讀的語法使得軟體代碼具有異乎尋常的易讀性，甚至對那些不是最初接觸和開發原始項目的程序員都 能具有這樣的強烈感覺。雖然某些程序員反對在Python代碼中大量使用空格。
不過，幾乎人人都承認Python圖像處理的可讀性遠勝於C或者Java，後兩 者都採用了專門的字元標記代碼塊結構、循環、函數以及其他編程結構的開始和結束。提倡Python的人還宣稱，採用這些字元可能會產生顯著的編程風格差 異，使得那些負責維護代碼的人遭遇代碼可讀性方面的困難。轉載
『陸』 常用的十大python圖像處理工具
原文標題：10 Python image manipulation tools.
作者 | Parul Pandey
翻譯 | 安其羅喬爾、JimmyHua
今天，在我們的世界裡充滿了數據，圖像成為構成這些數據的重要組成部分。但無論是用於何種用途，這些圖像都需要進行處理。圖像處理就是分析和處理數字圖像的過程，主要旨在提高其質量或從中提取一些信息，然後可以將其用於某種用途。
圖像處理中的常見任務包括顯示圖像，基本操作如裁剪、翻轉、旋轉等，圖像分割，分類和特徵提取，圖像恢復和圖像識別。Python成為這種圖像處理任務是一個恰當選擇，這是因為它作為一種科學編程語言正在日益普及，並且在其生態系統中免費提供許多最先進的圖像處理工具供大家使用。
讓我們看一下可以用於圖像處理任務中的常用 Python 庫有哪些吧。
1.scikit-image
scikit-image是一個開源的Python包，適用於numpy數組。它實現了用於研究，教育和工業應用的演算法和實用工具。即使是那些剛接觸Python生態系統的人，它也是一個相當簡單直接的庫。此代碼是由活躍的志願者社區編寫的，具有高質量和同行評審的性質。
資源
文檔里記錄了豐富的例子和實際用例，閱讀下面的文檔：
http://scikit-image.org/docs/stable/user_guide.html
用法
該包作為skimage導入，大多數功能都在子模塊中找的到。下面列舉一些skimage的例子：
圖像過濾
使用match_template函數進行模板匹配
你可以通過此處查看圖庫找到更多示例。
2. Numpy
Numpy是Python編程的核心庫之一，並為數組提供支持。圖像本質上是包含數據點像素的標准Numpy數組。因此，我們可以通過使用基本的NumPy操作，例如切片、掩膜和花式索引，來修改圖像的像素值。可以使用skimage載入圖像並使用matplotlib顯示圖像。
資源
Numpy的官方文檔頁面提供了完整的資源和文檔列表：
http://www.numpy.org/
用法
使用Numpy來掩膜圖像.
3.Scipy
scipy是Python的另一個類似Numpy的核心科學模塊，可用於基本的圖像操作和處理任務。特別是子模塊scipy.ndimage，提供了在n維NumPy數組上操作的函數。該包目前包括線性和非線性濾波，二值形態學，B樣條插值和對象測量等功能函數。
資源
有關scipy.ndimage包提供的完整功能列表，請參閱下面的鏈接：
https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/tutorial/ndimage.html#correlation-and-convolution
用法
使用SciPy通過高斯濾波器進行模糊：
4. PIL/ Pillow
PIL( Python圖像庫 )是Python編程語言的一個免費庫，它支持打開、操作和保存許多不同的文件格式的圖像。然而， 隨著2009年的最後一次發布，它的開發停滯不前。但幸運的是還有有Pillow，一個PIL積極開發的且更容易安裝的分支，它能運行在所有主要的操作系統，並支持Python3。這個庫包含了基本的圖像處理功能，包括點運算、使用一組內置卷積核的濾波和色彩空間的轉換。
資源
文檔中有安裝說明，以及涵蓋庫的每個模塊的示例：
https://pillow.readthedocs.io/en/3.1.x/index.html
用法
在 Pillow 中使用 ImageFilter 增強圖像：
5. OpenCV-Python
OpenCV( 開源計算機視覺庫 )是計算機視覺應用中應用最廣泛的庫之一 。OpenCV-Python 是OpenCV的python版API。OpenCV-Python的優點不只有高效，這源於它的內部組成是用C/C++編寫的，而且它還容易編寫和部署（因為前端是用Python包裝的）。這使得它成為執行計算密集型計算機視覺程序的一個很好的選擇。
資源
OpenCV-Python-Guide指南可以讓你使用OpenCV-Python更容易：
https://github.com/abidrahmank/OpenCV2-Python-Tutorials
用法
下面是一個例子，展示了OpenCV-Python使用金字塔方法創建一個名為「Orapple」的新水果圖像融合的功能。
6. SimpleCV
SimpleCV 也是一個用於構建計算機視覺應用程序的開源框架。有了它，你就可以訪問幾個高性能的計算機視覺庫，如OpenCV，而且不需要先學習了解位深度、文件格式、顏色空間等。
它的學習曲線大大小於OpenCV，正如它們的口號所說「計算機視覺變得簡單」。一些支持SimpleCV的觀點有：
即使是初學者也可以編寫簡單的機器視覺測試攝像機、視頻文件、圖像和視頻流都是可互操作的資源
官方文檔非常容易理解，而且有大量的例子和使用案例去學習：
https://simplecv.readthedocs.io/en/latest/
用法
7. Mahotas
Mahotas 是另一個計算機視覺和圖像處理的Python庫。它包括了傳統的圖像處理功能例如濾波和形態學操作以及更現代的計算機視覺功能用於特徵計算，包括興趣點檢測和局部描述符。該介面是Python語言，適合於快速開發，但是演算法是用C語言實現的，並根據速度進行了調優。Mahotas庫速度快，代碼簡潔，甚至具有最小的依賴性。通過原文閱讀它們的官方論文以獲得更多的了解。
資源
文檔包括安裝指導，例子，以及一些教程，可以更好的幫助你開始使用mahotas。
https://mahotas.readthedocs.io/en/latest/install.html
用法
Mahotas庫依賴於使用簡單的代碼來完成任務。關於『Finding Wally』的問題，Mahotas做的很好並且代碼量很少。下面是源碼：
https://mahotas.readthedocs.io/en/latest/wally.html
8. SimpleITK
ITK 或者 Insight Segmentation and Registration Toolkit是一個開源的跨平台系統，為開發人員提供了一套廣泛的圖像分析軟體工具 。其中, SimpleITK是建立在ITK之上的簡化層，旨在促進其在快速原型設計、教育、解釋語言中的應用。SimpleITK 是一個圖像分析工具包，包含大量支持一般過濾操作、圖像分割和匹配的組件。SimpleITK本身是用C++寫的，但是對於包括Python以內的大部分編程語言都是可用的。
資源
大量的Jupyter Notebooks 表明了SimpleITK在教育和研究領域已經被使用。Notebook展示了用Python和R編程語言使用SimpleITK來進行互動式圖像分析。
http://insightsoftwareconsortium.github.io/SimpleITK-Notebooks/
用法
下面的動畫是用SimpleITK和Python創建的剛性CT/MR匹配過程的可視化 。點擊此處可查看源碼！
9. pgmagick
pgmagick是GraphicsMagick庫的一個基於python的包裝。 GraphicsMagick圖像處理系統有時被稱為圖像處理的瑞士軍刀。它提供了一個具有強大且高效的工具和庫集合，支持以88種主要格式(包括重要格式，如DPX、GIF、JPEG、JPEG-2000、PNG、PDF、PNM和TIFF)讀取、寫入和操作圖像。
資源
有一個專門用於PgMagick的Github庫 ，其中包含安裝和需求說明。還有關於這個的一個詳細的用戶指導：
https://github.com/hhatto/pgmagick
用法
使用pgmagick可以進行的圖像處理活動很少，比如：
圖像縮放
邊緣提取
10. Pycairo
Pycairo是圖像處理庫cairo的一組Python捆綁。Cairo是一個用於繪制矢量圖形的2D圖形庫。矢量圖形很有趣，因為它們在調整大小或轉換時不會失去清晰度 。Pycairo是cairo的一組綁定，可用於從Python調用cairo命令。
資源
Pycairo的GitHub庫是一個很好的資源，有關於安裝和使用的詳細說明。還有一個入門指南，其中有一個關於Pycairo的簡短教程。
庫：https://github.com/pygobject/pycairo指南：https://pycairo.readthedocs.io/en/latest/tutorial.html用法
使用Pycairo繪制線條、基本形狀和徑向梯度：
總結
有一些有用且免費的Python圖像處理庫可以使用，有的是眾所周知的，有的可能對你來說是新的，試著多去了解它們。
『柒』 怎麼樣在Python編程中使用Pillow來處理圖像
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，安裝後就可以直接在命令行一站式地安裝/管理各種庫了（pip 文檔）。
$ wget http://pypi.python.org/packages/source/p/pip/pip-0.7.2.tar.gz$ tar xzf pip-0.7.2.tar.gz$ cd pip-0.7.2$ python setup.py install
（2）、使用 pip 下載獲取 Pillow：
$ 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。於是打開
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：
$ 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，該類存在於同名的模塊中。可以通過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：
>>> from PIL import Image>>> 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
>>> from __future__ import print_function>>> print(im.format, im.size, im.mode)
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，那麼該屬性值為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：
>>> im.show()
ps：標准版本的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，然後使用xv進行顯示。如果沒有安裝xv，該函數甚至不能工作。但是該方法非常便於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，那麼文件名中的擴展名用來指定文件格式。
圖片轉成jpg格式
from __future__ import print_functionimport os, sysfrom PIL import Imagefor 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，那麼第二個參數是必須的。
創建縮略圖
from __future__ import print_functionimport os, sysfrom PIL import Imagesize = (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)
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，餘下數據直到需要時才處理。
這意味著打開文件非常快，與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
from __future__ import print_functionimport sysfrom PIL import Imagefor 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
裁剪、粘貼、與合並圖片
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
box = im.() #直接復制圖像box = (100, 100, 400, 400)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
region = region.transpose(Image.ROTATE_180)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
Rolling an imagedef roll(image, delta): "Roll an image sideways" image = image.() #復制圖像 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)) image.paste(part2, (0, 0, xsize-delta, ysize)) image.paste(part1, (xsize-delta, 0, xsize, ysize)) return image
分離和合並通道
r, g, b = im.split()im = Image.merge("RGB", (b, g, r))
對於單通道圖片，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
out = im.resize((128, 128))out = im.rotate(45) # 順時針角度表示
置換圖像
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)
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
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
from PIL import ImageFilterout = 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
# multiply each pixel by 1.2out = 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
# split the image into indivial bandssource = im.split()R, G, B = 0, 1, 2# select regions where red is less than 100mask = source[R].point(lambda i: i < 100 and 255)# process the green bandout = source[G].point(lambda i: i * 0.7)# paste the processed band back, but only where red was < 100source[G].paste(out, None, mask)# build a new multiband imageim = Image.merge(im.mode, source)
注意到創建mask的語句：
mask = source[R].point(lambda i: i < 100 and 255)
該句可以用下句表示
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，中間則用於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
from PIL import ImageEnhanceenh = ImageEnhance.Contrast(im)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和其他一些處於實驗階段的格式。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方法讀取不同鄭
from PIL import Imageim = Image.open("animation.gif")im.seek(1) # skip to the second frametry: while 1: im.seek(im.tell()+1) # do something to imexcept EOFError: pass # end of sequence
當讀取到最後一幀時，Pillow拋出EOFError異常。
當前版本只允許seek到下一鄭為了倒回之前，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
class ImageSequence: def __init__(self, im): self.im = im def __getitem__(self, ix): try: if ix: self.im.seek(ix) return self.im except EOFError: raise IndexError # end of sequencefor frame in ImageSequence(im): # ...do something to frame...Postscript Printing
Pillow允許通過Postscript Printer在圖片上添加images、text、graphics。
Drawing Postscriptfrom PIL import Imagefrom PIL import PSDrawim = Image.open("lena.ppm")title = "lena"box = (1*72, 2*72, 7*72, 10*72) # in pointsps = PSDraw.PSDraw() # default is sys.stdoutps.begin_document(title)# draw the image (75 dpi)ps.image(box, im, 75)ps.rectangle(box)# draw centered titleps.setfont("HelveticaNarrow-Bold", 36)w, h, b = ps.textsize(title)ps.text((4*72-w/2, 1*72-h), title)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
import StringIOim = Image.open(StringIO.StringIO(buffer))
從tar文件中讀取
from PIL import TarIOfp = TarIO.TarIO("Imaging.tar", "Imaging/test/lena.ppm")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（可能不會完全等於給定的參數）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
from __future__ import print_functionim = Image.open(file)print("original =", im.mode, im.size)im.draft("L", (100, 100))print("draft =", im.mode, im.size)
『捌』 如何採用Python讀取一個圖像
我們可以用python實現很多功能，那麼如何用python讀取一個圖像呢？下面我給大家分享一下。
CMD命令行
首先按下Win+R組合鍵打開運行界面，輸入CMD，如下圖所示
接下來在彈出的CMD界面中導入Python的圖像處理模塊PIL,如下圖所示
接下來利用PIL模塊的open方法讀取圖像，只要在括弧里傳入圖像地址即可，如下圖所示
最後執行程序我們就可以看到程序自動調用圖像識別軟體進行圖像的讀取了，如下圖所示
『玖』 python可以用來處理圖像嗎
可以的，
PythonWare公司提供了免費的Python圖像處理工具包PIL(Python Image Library),該軟體包提供了基本的圖像處理功能，如：
改變圖像大小，旋轉圖像，圖像格式轉換，色場空間轉換，圖像增強，直方圖處理，插值和濾波等等。雖然在這個軟體包上要實現類似MATLAB中的復雜的圖像處理演算法並不太適合，但是Python的快速開發能力以及面向對象等等諸多特點使得它非常適合用來進行原型開發。
在PIL中，任何一副圖像都是用一個Image對象表示，而這個類由和它同名的模塊導出，因此，最簡單的形式是這樣的：
import Image img = Image.open(「dip.jpg」)
注意：第一行的Image是模塊名；第二行的img是一個Image對象；
Image類是在Image模塊中定義的。關於Image模塊和Image類，切記不要混淆了。現在，我們就可以對img進行各種操作了，所有對img的
操作最終都會反映到到dip.img圖像上。
PIL提供了豐富的功能模塊：Image,ImageDraw,ImageEnhance,ImageFile等等。最常用到的模塊是
Image,ImageDraw,ImageEnhance這三個模塊。下面我對此分別做一介紹。關於其它模塊的使用請參見說明文檔.有關PIL軟體包和
相關的說明文檔可在PythonWare的站點www.Pythonware.com上獲得。
Image模塊：
Image模塊是PIL最基本的模塊，其中導出了Image類，一個Image類實例對象就對應了一副圖像。同時，Image模塊還提供了很多有用的函數。
（1）打開一文件：
import Image img = Image.open(「dip.jpg」)
這將返回一個Image類實例對象，後面的所有的操作都是在img上完成的。
（2）調整文件大小:
import Image img = Image.open("img.jpg") new_img = img.resize
((128,128),Image.BILINEAR) new_img.save("new_img.jpg")
原來的圖像大小是256x256,現在，保存的new_img.jpg的大小是128x128。
就是這么簡單，需要說明的是Image.BILINEAR指定採用雙線性法對像素點插值。
在批處理或者簡單的Python圖像處理任務中，採用Python和PIL（Python Image Library）的組合來完成圖像處理任務是一個很不錯的選擇。設想有一個需要對某個文件夾下的所有圖像將對比度提高2倍的任務。用Python來做將是十分簡單的。當然，我也不得不承認Python在圖像處理方面的功能還比較弱，顯然還不適合用來進行濾波、特徵提取等等一些更為復雜的應用。我個人的觀點是，當你要實現這些「高級」的演算法的時候，好吧，把它交給MATLAB去完成。但是，如果你面對的只是一個通常的不要求很復雜演算法的圖像處理任務，那麼，Python圖像處理應該才是你的最佳搭檔。
『拾』 python有哪些圖像處理庫
Python Imaging Library (PIL):Python圖片庫
作用:提供Python圖片處理API函數調用