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圖像處理是常用的技術(shù)，python 擁有豐富的第三方擴(kuò)展庫，Pillow 是 Python3 最常用的圖像處理庫，目前最高版本5.2.0。Python2 使用Pil庫，兩者是使用方法差不多，區(qū)別在于類的引用不同。

注意：Pil 庫與 Pillow 不能同時(shí)存在與一個(gè)環(huán)境中，如果你已經(jīng)安裝 Pil 庫，那么請(qǐng)將他卸載。

使用 pip 安裝 Pillow：

> pip install Pillow

一、使用 Image.open() 創(chuàng)建圖像實(shí)例

Image 是 Pillow 最常用的類，他可以通過多種方式創(chuàng)建圖像實(shí)例。

“ from PIL import Image ”導(dǎo)入 Image 模塊。然后通過 Image 類中的 open 函數(shù)即可載入圖像文件, open 函數(shù)會(huì)自動(dòng)判斷圖片格式，只需指定文件位置即可。成功，open 函數(shù)返回一個(gè) Image 對(duì)象；載入文件失敗，則會(huì)引起 IOError 異常 。

1. 通過文件創(chuàng)建 Image 對(duì)象

通過文件創(chuàng)建 Image 圖像對(duì)象是最常用的方法

示例：通過文件創(chuàng)建 Image 圖像對(duì)象

from PIL import Image
image = Image.open('python-logo.png')  # 創(chuàng)建圖像實(shí)例
# 查看圖像實(shí)例的屬性
print(image.format, image.size, image.mode)
image.show() # 顯示圖像

代碼解讀：

實(shí)例屬性說明：
format 圖像格式
size 圖像的 (寬,高) 元組
mode 常見模式，默認(rèn) RGB 真彩圖像；L 為灰階圖像；CMYK 印刷色彩；RGBA 帶透明度的真彩圖像；YCbCr 彩色視頻格式；LAB L * a * b顏色空間；HSV 等。
show() 方法為使用系統(tǒng)默認(rèn)圖片查看器顯示圖像，一般用于調(diào)試；

2. 從打開文件中讀取

可以從文件對(duì)象讀取而不是文件名，但文件對(duì)象必須實(shí)現(xiàn) read( ) ，seek( ) 和 tell( ) 方法，并且是以二進(jìn)制模式打開。

示例：從文件對(duì)象中讀取圖像

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

2. 從 string 二進(jìn)制流中讀取

要從字符串?dāng)?shù)據(jù)中讀取圖像，需使用 io 類：

import io
from PIL import Image
im = Image.open(io.StringIO(buffer))

注意：在讀取圖像 header 之前將文件倒回（使用 seek(0) ）。

3. 從tar文件中讀取

from PIL import TarIO
fp = TarIO.TarIO("Imaging.tar", "Imaging/test/lena.ppm")
im = Image.open(fp)

二、讀寫圖像

1. 格式轉(zhuǎn)換并保存圖像

Image 模塊中的 save 函數(shù)可以保存圖片，除非你指定文件格式，否則文件的擴(kuò)展名就是文件格式。

import os
from PIL import Image
image_path='python-logo.png' # 圖片位置
f, e = os.path.splitext(image_path) # 獲取文件名與后綴
outfile = f + ".jpg"
if image_path != outfile:
 try:
  Image.open(image_path).save(outfile) # 修改文件格式
 except IOError:
  print("cannot convert", image_path)

注意： 如果你的圖片mode是RGBA那么會(huì)出現(xiàn)異常,因?yàn)?RGBA 意思是紅色，綠色，藍(lán)色，Alpha 的色彩空間，Alpha 是指透明度。而 JPG 不支持透明度 ，所以要么丟棄Alpha , 要么保存為.png文件。解決方法將圖片格式轉(zhuǎn)換：

Image.open(image_path).convert("RGB").save(outfile)  # convert 轉(zhuǎn)換為 RGB 格式，丟棄Alpha

save() 函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，如果文件名沒有指定圖片格式，那么第二個(gè)參數(shù)是必須的，他指定圖片的格式。

2. 創(chuàng)建縮略圖

創(chuàng)建縮略圖 使用 Image.thumbnail( size ), size 為縮略圖寬長(zhǎng)元組。

示例： 創(chuàng)建縮略圖

import os
from PIL import Image
image_path = 'python-logo.png'  # 圖片位置
size = (128, 128)  # 文件大小
f, e = os.path.splitext(image_path)  # 獲取文件名與后綴
outfile = f + ".thumbnail"
if image_path != outfile:
 try:
  im = Image.open(image_path)
  im.thumbnail(size)  # 設(shè)置縮略圖大小
  im.save(outfile, "JPEG")
 except IOError:
  print("cannot convert", image_path)

注意： 出現(xiàn)異常，同上一個(gè)示例，convert("RGB")轉(zhuǎn)換圖片mode。

注意：除非必須，Pillow不會(huì)解碼或柵格數(shù)據(jù)。當(dāng)你打開文件，Pillow通過文件頭確定文件格式，大小，mode等數(shù)據(jù)，余下數(shù)據(jù)直到需要時(shí)才處理。這意味著打開文件非常快速，它與文件大小和壓縮格式無關(guān)。

三、剪貼，粘貼、合并圖像

Image類包含允許您操作圖像中的區(qū)域的方法。

如：要從圖像中復(fù)制子矩形圖像使用 crop() 方法。

1. 從圖像復(fù)制子矩形

示例： 截取矩形圖像

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

定義box元組，表示圖像基于左上角為（0,0）的坐標(biāo)，box 坐標(biāo)為 (左，上，右，下）。注意，坐標(biāo)是基于像素。示例中為 300 * 300 像素。

2. 處理子矩形并將其粘貼回來

示例： 在原圖上粘貼子矩形圖像

region = region.transpose(Image.ROTATE_180) # 顛倒180度
box = (400, 400, 700, 700)  # 粘貼位置，像素必須吻合，300 * 300
im.paste(region, box)

注意：將子圖（region） 粘貼（paste）回原圖時(shí)，粘貼位置 box 的像素與寬高必須吻合。而原圖和子圖的 mode 不需要匹配，Pillow會(huì)自動(dòng)處理。

示例：滾動(dòng)圖像

from PIL import Image

def roll(image, delta):
 """ 向側(cè)面滾動(dòng)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(part1, (xsize - delta, 0, xsize, ysize))
 image.paste(part2, (0, 0, xsize - delta, ysize))
 return image

if __name__ == '__main__':
 image_path = 'test.jpg'
 im = Image.open(image_path)
 roll(im, 300).show()  # 向側(cè)面滾動(dòng) 300 像素

3. 分離和合并通道

Pillow 允許處理圖像的各個(gè)通道，例如RGB圖像有R、G、B三個(gè)通道。 split 方法分離圖像通道，如果圖像為單通道則返回圖像本身。merge 合并函數(shù)采用圖像的 mode 和 通道元組為參數(shù)，將它們合并成新圖像。

示例：交換RGB圖像的三個(gè)波段

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

注意：如果要處理單色系，可以先將圖片轉(zhuǎn)換為'RGB‘

四. 幾何變換

PIL.Image.Image 包含調(diào)整圖像大小 resize() 和旋轉(zhuǎn) rotate() 的方法。前者采用元組給出新的大小，后者采用逆時(shí)針方向的角度。

示例：調(diào)整大小并逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 45度

out = im.resize((128, 128))
out = out.rotate(45)

要以90度為單位旋轉(zhuǎn)圖像，可以使用 rotate() 或 transpose() 方法。后者也可用于圍繞其水平軸或垂直軸翻轉(zhuǎn)圖像。

示例：

out = im.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT) # 水平左右翻轉(zhuǎn)
out = im.transpose(Image.FLIP_TOP_BOTTOM) # 垂直上下翻轉(zhuǎn)
out = im.transpose(Image.ROTATE_90) # 逆時(shí)針90度
out = im.transpose(Image.ROTATE_180) # 逆時(shí)針180度
out = im.transpose(Image.ROTATE_270) # 逆時(shí)針270度

rotate() 和 transpose() 方法相同，他們之間沒有差別， transpose() 方法比較通用。

五. 顏色變換

示例：在 mode 之間轉(zhuǎn)換

from PIL import Image
im = Image.open("hopper.ppm").convert("L") # 轉(zhuǎn)換為灰階圖像

注意：它支持每種模式轉(zhuǎn)換為"L" 或 "RGB"，要在其他模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，必須先轉(zhuǎn)換模式（通常為“RGB”圖像）。

六. 圖像增強(qiáng)

1. Filters 過濾器

ImageFilter 模塊有很多預(yù)定義的增強(qiáng)過濾器，通過 filter() 方法運(yùn)用。

示例：使用 filter()

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

2. 像素點(diǎn)處理

point() 方法可用于轉(zhuǎn)換圖像的像素值（如對(duì)比度），在大多數(shù)情況下，可以將函數(shù)對(duì)象作為參數(shù)傳遞格此方法，它根據(jù)函數(shù)返回值對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行處理。

示例：每個(gè)像素點(diǎn)擴(kuò)大1.2倍

out = im.point(lambda i: i * 1.2)

上述方法可以用簡(jiǎn)單的表達(dá)式進(jìn)行圖像處理，還可以通過組合 point() 和 paste() 對(duì)圖像的局部區(qū)域進(jìn)行處理 。

3. 處理單獨(dú)通道

# 將通道分離
source = im.split()
R, G, B = 0, 1, 2
# 選擇紅色小于100的區(qū)域
mask = source[R].point(lambda i: i < 100 and 255)
# 處理綠色
out = source[G].point(lambda i: i * 0.7)
# 粘貼已處理的通道，紅色通道僅限于<100
source[G].paste(out, None, mask)
# 合并圖像
im = Image.merge(im.mode, source)

注意創(chuàng)建 mask 的語句：

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

對(duì)于 and 邏輯判斷來說，expression 為 False (0) 已經(jīng)能證明整個(gè)表達(dá)式為 False (0) , 否則還有對(duì)后面的結(jié)果進(jìn)行判斷。所以 expression 為 False (0) 返回 False (0) ，expression 為 True （本身的結(jié)果）是返回后面的 255；

同理對(duì)于 or 的邏輯判斷，當(dāng)前面的表達(dá)式為 True，返回前面的值；當(dāng)前面表達(dá)式為 False，返回后面表達(dá)式的值。

七、高級(jí)增強(qiáng)

其他圖像增強(qiáng)功能可以使用 ImageEnhance 模塊中的類。從圖像創(chuàng)建后，可以使用 ImageEnhance 快速調(diào)整圖片的對(duì)比度、亮度、飽和度和清晰度。

from PIL import ImageEnhance
enh = ImageEnhance.Contrast(im)  # 創(chuàng)建調(diào)整對(duì)比度對(duì)象
enh.enhance(1.3).show("增加30%對(duì)比度")

ImageEnhance 方法類型：

ImageEnhance.Contrast(im) 對(duì)比度
ImageEnhance.Color(im) 色彩飽和度
ImageEnhance.Brightness(im) 亮度
ImageEnhance.Sharpness(im) 清晰度

八、 動(dòng)態(tài)圖像

Pillow 支持一些動(dòng)態(tài)圖像處理（如FLI/FLC，GIF等格式）。TIFF文件同樣可以包含數(shù)幀圖像。

打開動(dòng)態(tài)圖像時(shí)，PIL 會(huì)自動(dòng)加載序列中的第一幀。你可以使用 seek 和 tell 方法在不同的幀之間移動(dòng)。

示例： 讀取動(dòng)態(tài)圖像

from PIL import Image
im = Image.open("animation.gif")
im.seek(1) # 跳到第二幀
try:
 while 1:
  im.seek(im.tell()+1)  # tell() 獲取當(dāng)前幀的索引號(hào)
except EOFError: # 當(dāng)讀取到最后一幀時(shí)，Pillow拋出EOFError異常。
 pass # 結(jié)束

注意：有些版本的庫中的驅(qū)動(dòng)程序僅允許您搜索下一幀。要回放文件，您可能需要重新打開它。都遇到無法回放的庫時(shí)，可以使用 for 語句循環(huán)實(shí)現(xiàn)。

示例：for 使用 ImageSequence Iterator 類遍歷動(dòng)態(tài)圖像

from PIL import ImageSequence
for frame in ImageSequence.Iterator(im):
 # ...處理過程...

示例：保存動(dòng)態(tài)圖像

im.save(out, save_all=True, append_images=[im1, im2, ...])

參數(shù)說明：

out 需要保存到那個(gè)文件
save_all 為True，保存圖像的所有幀。否則，僅保存多幀圖像的第一幀。
append_images 需要附加為附加幀的圖像列表。列表中的每個(gè)圖像可以是單幀或多幀圖像（ 目前只有GIF，PDF，TIFF和WebP支持此功能）。

九、Postscript 打印

Pillow 允許通過 Postscript Printer 在圖片上添加圖像或文字。

from PIL import Image
from PIL import PSDraw
im = Image.open("test.jpg")
title = "hopper"
box = (1*72, 2*72, 7*72, 10*72) # in points
ps = PSDraw.PSDraw() # 默認(rèn) sys.stdout
ps.begin_document(title)
# 畫出圖像 (75 dpi)
ps.image(box, im, 75)
ps.rectangle(box)
# 畫出標(biāo)題
ps.setfont("HelveticaNarrow-Bold", 36)
ps.text((3*72, 4*72), title)

十、配置加載器 draft

某些解碼器允許在從文件中讀取圖像時(shí)對(duì)其進(jìn)行操作。這通?？捎糜趧?chuàng)建縮略圖時(shí)（當(dāng)速度比質(zhì)量更重要）加速解碼并打印到單色激光打印機(jī)（僅需灰階圖像時(shí)）。

draft() 方法操作已打開但尚未加載的圖像，使其盡可能匹配給定的模式和大小。它通過重新配置圖像解碼器來完成。僅適用于JPEG和MPO文件。

示例：使用 draft() 快速解碼圖像

from PIL import Image
im = Image.open('test.jpg')
print("original =", im.mode, im.size)
im.draft("L", (100, 100))
print("draft =", im.mode, im.size)

輸出：

original = RGB (1920, 1200)
draft = L (240, 150)

注意： 生成的圖像與請(qǐng)求的模式和大小可能不完全匹配。要確保圖像不大于給定大小，需改用縮略圖方法。

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