Python用Pillow(PIL)進(jìn)行簡(jiǎn)單的圖像操作

顏色與RGBA值

計(jì)算機(jī)通常將圖像表示為RGB值滞项，或者再加上alpha值（通透度，透明度），稱為RGBA值耸携。在Pillow中，RGBA的值表示為由4個(gè)整數(shù)組成的元組辕翰，分別是R夺衍、G、B喜命、A沟沙。整數(shù)的范圍0~255。RGB全0就可以表示黑色壁榕，全255代表黑色矛紫。可以猜測(cè)(255, 0, 0, 255)代表紅色牌里，因?yàn)镽分量最大颊咬，G、B分量為0牡辽，所以呈現(xiàn)出來(lái)是紅色喳篇。但是當(dāng)alpha值為0時(shí)陪每，無(wú)論是什么顏色臭挽，該顏色都不可見(jiàn)，可以理解為透明翼雀。

from PIL import ImageColor
print(ImageColor.getcolor('red', 'RGBA'))
# 也可以只以RBG的方式查看
print(ImageColor.getcolor('black', 'RGB'))

(255, 0, 0, 255)
(0, 0, 0)

圖像的坐標(biāo)表示

圖像中左上角是坐標(biāo)原點(diǎn)(0, 0)奏黑，這和平常數(shù)學(xué)里的坐標(biāo)系不太一樣炊邦。這樣定義的坐標(biāo)系意味著编矾，X軸是從左到右增長(zhǎng)的，而Y軸是從上到下增長(zhǎng)铣耘。

在Pillow中如何使用上述定義的坐標(biāo)系表示一塊矩形區(qū)域洽沟？許多函數(shù)或方法要求提供一個(gè)矩形元組參數(shù)。元組參數(shù)包含四個(gè)值蜗细，分別代表矩形四條邊的距離X軸或者Y軸的距離裆操。順序是(左，頂炉媒，右踪区，底)。右和底坐標(biāo)稍微特殊吊骤，表示直到但不包括缎岗。可以理解為[左, 右)和[頂白粉， 底)這樣左閉右開(kāi)的區(qū)間传泊。比如(3, 2, 8, 9)就表示了橫坐標(biāo)范圍[3, 7]；縱坐標(biāo)范圍[2, 8]的矩形區(qū)域鸭巴。

使用Pillow操作圖像

了解了一些基礎(chǔ)知識(shí)眷细，可以上手了。首先從讀取圖片開(kāi)始鹃祖，很多圖像處理庫(kù)（如opencv）都以imread()讀取圖片溪椎。Pillow中使用open方法。

from PIL import Image

im_path = r'F:\Jupyter Notebook\csv_time_datetime_PIL\rabbit.jpg'
im = Image.open(im_path)
width, height = im.size
# 寬高
print(im.size, width, height)
# 格式恬口，以及格式的詳細(xì)描述
print(im.format, im.format_description)

im.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\rabbit_copy.jpg')
im.show()

(1920, 1080) 1920 1080
JPEG JPEG (ISO 10918)

im.size返回一個(gè)元組校读，分別是寬和高。show()方法會(huì)調(diào)用系統(tǒng)默認(rèn)圖像查看軟件祖能，打開(kāi)并顯示歉秫。im.format可查看圖像的格式。save()可保存處理后的圖片养铸，如果未經(jīng)處理雁芙，保存后的圖像占用的空間(字節(jié)數(shù))一般也與原圖像不一樣，可能經(jīng)過(guò)了壓縮揭厚。

新建圖像

Pillow也可以新建空白圖像, 第一個(gè)參數(shù)是mode即顏色空間模式却特，第二個(gè)參數(shù)指定了圖像的分辨率(寬x高)扶供，第三個(gè)參數(shù)是顏色筛圆。

• 可以直接填入常用顏色的名稱。如'red'
• 也可以填入十六進(jìn)制表示的顏色椿浓，如#FF0000表示紅色太援。
• 還能傳入元組闽晦，比如(255, 0, 0, 255)或者(255， 0提岔， 0)表示紅色仙蛉。

# 通常使用RGB模式就可以了
newIm= Image.new('RGB', (100, 100), 'red')
newIm.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\1.png')

# 也可以用RGBA模式，還有其他模式查文檔吧
blcakIm = Image.new('RGB',(200, 100), 'red')
blcakIm.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\2.png')
# 十六進(jìn)制顏色
blcakIm = Image.new('RGBA',(200, 100), '#FF0000')
blcakIm.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\3.png')
# 傳入元組形式的RGBA值或者RGB值
# 在RGB模式下碱蒙，第四個(gè)參數(shù)失效荠瘪，默認(rèn)255，在RGBA模式下赛惩，也可只傳入前三個(gè)值哀墓，A值默認(rèn)255
blcakIm = Image.new('RGB',(200, 100), (255, 255, 0, 120))
blcakIm.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\4.png')

裁剪圖像

Image有個(gè)crop()方法接收一個(gè)矩形區(qū)域元組(上面有提到)。返回一個(gè)新的Image對(duì)象喷兼，是裁剪后的圖像篮绰，對(duì)原圖沒(méi)有影響。

im = Image.open(im_path)
cropedIm = im.crop((700, 100, 1200, 1000))
cropedIm.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\cropped.png')

看下原圖和裁剪后的圖像季惯。

原圖

裁剪后

復(fù)制與粘貼圖像到另一個(gè)圖像

Image的copy函數(shù)如其名會(huì)產(chǎn)生一個(gè)原圖像的副本吠各，在這個(gè)副本上的任何操作不會(huì)影響到原圖像。paste()方法用于將一個(gè)圖像粘貼（覆蓋）在另一個(gè)圖像上面勉抓。誰(shuí)調(diào)用它贾漏，他就在該Image對(duì)象上直接作修改。

im = Image.open(im_path)
cropedIm = im.crop((700, 100, 1200, 1000))
im.paste(cropedIm, (0, 0))
im.show()
im.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\paste.png')

im.show()顯示圖像發(fā)現(xiàn)這時(shí)im（即原圖）已經(jīng)被改變琳状。

這如果之后還會(huì)用到原圖的信息磕瓷，由于信息被改變就很麻煩。所以paste前最好使用copy()復(fù)制一個(gè)副本念逞，在此副本操作困食，不會(huì)影響到原圖信息。雖然在程序里原圖信息已改變翎承，但由于保存文件時(shí)用的其他文件名硕盹，相當(dāng)于改變沒(méi)有生效，所以查看的時(shí)候原圖還是沒(méi)有改變的叨咖。

im = Image.open(im_path)
cropedIm = im.crop((700, 100, 1200, 1000))
copyIm = im.copy()
copyIm.paste(cropedIm, (0, 0))
im.show()
copyIm.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\paste.png')

這回再看原圖瘩例，沒(méi)有改變了。這就保證了之后再次使用im時(shí)甸各，里面的信息還是原汁原味垛贤。來(lái)看個(gè)有趣的例子。

im = Image.open(im_path)
cropedIm = im.crop((700, 100, 1200, 1000))

crop_width, crop_height = cropedIm.size
width, height = im.size

copyIm = im.copy()
for left in range(0, width, crop_width):
    for top in range(0, height, crop_height):
        copyIm.paste(cropedIm, (left, top))

copyIm.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\dupli-rabbit.png')

以裁剪后的圖像寬度和高度為間隔趣倾，在循環(huán)內(nèi)不斷粘貼在副本中聘惦，這有點(diǎn)像是在拍證件照。

調(diào)整圖像的大小

resize方法返回指定寬高度的新Image對(duì)象儒恋，接受一個(gè)含有寬高的元組作為參數(shù)善绎。寬高的值得是整數(shù)黔漂。

im = Image.open(im_path)
width, height = im.size
resizedIm = im.resize((width, height+(1920-1080)))
resizedIm.save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\resize.png')

兔子瘦了，可以看到resize不是等比例縮放的禀酱。

旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)圖像

rotate()返回旋轉(zhuǎn)后的新Image對(duì)象, 保持原圖像不變炬守。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

im = Image.open(im_path)
im.rotate(90).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\rotate90.png')
im.rotate(270).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\rotate270.png')
im.rotate(180).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\rotate180.png')
im.rotate(20).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\rotate20.png')
im.rotate(20, expand=True).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\rotate20_expand.png')

90

180

270

20

由上到下剂跟，分別是旋轉(zhuǎn)了90°减途，180°， 270°曹洽、普通的20°观蜗，加了參數(shù)expand=True旋轉(zhuǎn)的20°。expand放大了圖像尺寸（變成了2174x1672）衣洁，使得邊角的圖像不被裁剪（四個(gè)角剛好貼著圖像邊緣）墓捻。再看旋轉(zhuǎn)90°、270°時(shí)候圖像被裁剪了坊夫，但是如下查看圖像的寬高砖第，確是和原圖一樣，搞不懂环凿。

im90 = Image.open(r'C:\Users\Administrator\Desktop\rotate90.png')
im270 = Image.open(r'C:\Users\Administrator\Desktop\rotate270.png')
# 寬高信息并沒(méi)有改變
print(im90.size, im270.size)

(1920, 1080) (1920, 1080)

圖像的鏡面翻轉(zhuǎn)梧兼。transpose()函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)，必須傳入Image.FLIP_LEFT_RIGHT或者Image.FLIP_TOP_BOTTOM智听，第一個(gè)是水平翻轉(zhuǎn)羽杰，第二個(gè)是垂直翻轉(zhuǎn)。

im = Image.open(im_path)
im.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\transepose_lr.png')
im.transpose(Image.FLIP_TOP_BOTTOM).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\transepose_tb.png')

水平翻轉(zhuǎn)

水平翻轉(zhuǎn)看不出來(lái)到推，原圖就是水平對(duì)稱的...

垂直翻轉(zhuǎn)

垂直翻轉(zhuǎn)就明顯了...

圖像過(guò)濾

Pillow使用ImageFilter可以簡(jiǎn)單做到圖像的模糊考赛、邊緣增強(qiáng)、銳利莉测、平滑等常見(jiàn)操作颜骤。

from PIL import Image, ImageFilter

im = Image.open(im_path)
# 高斯模糊
im.filter(ImageFilter.GaussianBlur).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\GaussianBlur.jpg')
# 普通模糊
im.filter(ImageFilter.BLUR).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\BLUR.jpg')
# 邊緣增強(qiáng)
im.filter(ImageFilter.EDGE_ENHANCE).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\EDGE_ENHANCE.jpg')
# 找到邊緣
im.filter(ImageFilter.FIND_EDGES).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\FIND_EDGES.jpg')
# 浮雕
im.filter(ImageFilter.EMBOSS).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\EMBOSS.jpg')
# 輪廓
im.filter(ImageFilter.CONTOUR).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\CONTOUR.jpg')
# 銳化
im.filter(ImageFilter.SHARPEN).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\SHARPEN.jpg')
# 平滑
im.filter(ImageFilter.SMOOTH).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\SMOOTH.jpg')
# 細(xì)節(jié)
im.filter(ImageFilter.DETAIL).save(r'C:\Users\Administrator\Desktop\DETAIL.jpg')

另外，若是要進(jìn)行圖案捣卤、文字的繪制忍抽，可使用ImageDraw。Pillow還有其他強(qiáng)大功能董朝，就不一一列舉了鸠项。

其實(shí)，Pillow只是個(gè)基礎(chǔ)的圖像處理庫(kù)子姜。若不深入圖像處理祟绊，已經(jīng)夠用。專業(yè)人士使用opencv是更好地選擇。Python中使用import cv2開(kāi)始使用吧久免！

by @sunhaiyu

2017.7.6