文/江红 本文来源《Python程序设计与算法基础教程(第2版)-微课版》
本案例通过使用Python图像处理库Pillow，帮助读者进一步了解Python的基本概念：模块、对象、方法和函数的使用。可以对应于教程正文的第2章。使用Python语言解决实际问题时，往往需要使用由第三方开发的开源Python软件库。本案例使用图像处理库Pillow中的模块、对象来处理图像：实现读取图像、获取图像信息、调整图像大小、旋转图像、平滑图像、剪切图像等基本图像处理任务。
CS2.1 安装Pillow
Pillow是Python中的图像处理库(PIL：Python Image Library)，提供了了广泛的文件格式支持，强大的图像处理能力，主要包括图像储存、图像显示、格式转换以及基本的图像处理操作等。Pillow位于Python包索引(PyPI)中，可以使用pip来安装。注意，Anaconda包含了Pillow库。【例CS.6】使用pip安装Pillow库。以管理员身份运行命令行提示符，输入命令：pip3 installPillow，安装Pillow库。如图CS-19所示。图CS-19 使用pip安装Pillow库
CS2.2 打开和显示图像
Pillow库包含几十个模块，组织在名为PIL的包中。PIL包中的一个模块是Image。PIL.Image提供了一些包括从文件中加载图像和创建新图像的函数，其中的Image用于表示图像对象。【例CS.7】打开和显示图像。使用PIL.Image模块的open()函数可以打开一个图像，返回一个图像对象，然后调用图像对象的show()方法，可以在屏幕上显示图像。>>> importPIL; from PIL import Image
>>> im= PIL.Image.open("c:/pythonpa/cs/img/mandrill.jpg")
>>>im.show()
>>>print(im.format, im.size, im.mode) #显示图像的格式、大小和模式信息
JPEG (298, 298)RGB
说明：(1)im.format返回包含图像格式的字符串(JPEG、GIF、TIFF、BMP、PNG、…)。(2)im.size返回包含图像宽度和高度的元组，单位为像素。与每个像素相关的是一对坐标(i, j)，用于标识像素的列i和行j。列从左到右编号，从0开始；行从上到下编号，也从0开始。(3)im.mode返回包含图像模式的字符串(RGB、CYMK、Grayscale、…)。
CS2.3图像的基本操作
图像对象的copy()方法用于拷贝图像；crop()方法用于剪裁图像；paste()方法用于将一个图像粘贴(覆盖)在另一个图像上面；resize()方法用于调整图像大小；rotate()方法用于旋转和翻转图像；filter()方法用于图像过滤。Pillow提供的图像处理工具包括其它众多模块。有关Pillow的更多信息，请查阅在线文档。使用PIL.Image模块中的函数new()，可以创建一个给定模式和大小的新图像对象。例如，创建一个新的大小为800×600的RGB图像的代码如下：>>> im2= PIL.Image.new('RGB', (800,600))
【例CS.8】图像的基本操作示例。把一幅图像的4个副本排列成2×2网格：在左上方的副本是原始图像，而画面右上方、左下方、右下方则分别使用模块PIL.ImageFilter中定义的内置过滤器CONTOUR、EMBOSS、FIND_EDGES进行过滤。
#模块：c:\pythonpa\cs\image_test.py
#命令行：python image_test.py c:\pythonpa\cs\img\mandrill.jpg
#功能：把c:\pythonpa\cs\img\mandrill.jpg的4个副本排列成2×2网格并显示
import sys
import os
import PIL.Image
import PIL.ImageFilter
im = PIL.Image.open(sys.argv[1])
width, height = im.size
# 创建新图像，大小为原始图像的4倍
res = PIL.Image.new(im.mode, (2*width,2*height))
# 把原始图像放置在左上角
res.paste(im, (0, 0, width, height))
# 把轮廓过滤CONTOUR的图像放置在右上角
contour =im.filter(PIL.ImageFilter.CONTOUR)
res.paste(contour, (width, 0, 2*width,height))
# 把浮雕过滤EMBOSS的图像放置在左下角
emboss = im.filter(PIL.ImageFilter.EMBOSS)
res.paste(emboss, (0, height, width,2*height))
# 把边缘过滤FIND_EDGES的图像放置在右下角
edges =im.filter(PIL.ImageFilter.FIND_EDGES)
res.paste(edges, (width, height, 2*width,2*height))
# 显示结果图像
res.show()
CS2.4 批量图像格式转换
使用PIL.Image模块的open()函数打开磁盘图像文件时，会根据文件内容自动确定文件格式。使用Image对象的save()方法保存图像时，可以指定格式，从而实现格式转换。【例CS.9】批量图像格式转换。#模块：c:\pythonpa\cs\image_convert.py
#命令行：python image_convert.py c:\pythonpa\cs\img jpg png
#功能：把c:\pythonpa\cs\img下的所有jpg文件转换为png文件
import sys
import glob
import os
import PIL.Image
img_path = sys.argv[1] + "/*." +sys.argv[2]
for infile in glob.glob(img_path):
f,e = os.path.splitext(infile)
outfile = f + "." + sys.argv[3]
PIL.Image.open(infile).save(outfile)
说明：(1)glob模块可以使用通配符匹配文件名。例如，glob.glob("c:\tmp\*.jpg")，可以返回c:\tmp下的所有后缀为jpg的文件列表。(2)os.path.splitext(p)可以拆分文件名和后缀。
CS2.5 批量创建缩略图
缩略图是网络开发或图像软件预览常用的一种基本技术，使用Python的Pillow图像库中Image模块中的Image对象的thumbnail()方法，可以很方便地建立缩略图。【例CS.10】批量创建缩略图。#模块：c:\pythonpa\cs\ image_thumbnail.py
#命令行：python image_thumbnail.py c:\pythonpa\cs\img jpg
#功能：把c:\pythonpa\cs\img下的所有*.jpg文件转换为*_s.jpg缩略图
import sys
import os
import glob
import PIL.Image
img_path = sys.argv[1] + "/*." +sys.argv[2]
size = (128,128)
for infile in glob.glob(img_path):
f,e = os.path.splitext(infile)
outfile = f + "_s." + sys.argv[2]
img = PIL.Image.open(infile)
img.thumbnail(size, PIL.Image.ANTIALIAS)
img.save(outfile)
说明：(1)glob模块可以使用通配符匹配文件名。例如，glob.glob("c:\tmp\*.jpg")，可以返回c:/tmp下的所有后缀为jpg的文件列表。(2)os.path.splitext(p)可以拆分文件名和后缀。
CS2.6 批量图像加文字水印
图片加水印是防止盗版的有效方式之一。首先使用Python的Pillow图像库中的Image模块的new函数可以创建水印图像对象，并使用ImageDraw模块在水印图像上绘制文字，最后通过Image模块的composite函数合成水印图像和原图像。【例CS.11】批量图像加文字水印。#模块：c:\pythonpa\cs\image_watermark1.py
#命令行：python image_watermark1.py c:\pythonpa\cs\img jpg"Python"
#功能：把c:\pythonpa\cs\img下的所有*.jpg文件加"Python"水印并另存为*_w.jpg
import sys
import os
import glob
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
img_path = sys.argv[1] + "/*." +sys.argv[2]
img_suffix = sys.argv[2]
txt_log = sys.argv[3]
for infile in glob.glob(img_path):
f, e = os.path.splitext(infile)
outfile = f + "_w." + img_suffix
im = Image.open(infile)
im_log = Image.new('RGBA', im.size)
fnt = ImageFont.truetype("c:/Windows/fonts/Tahoma.ttf", 20)
d= ImageDraw.ImageDraw(im_log)
d.text((0, 0), txt_log, font = fnt)
im_out = posite(im_log, im, im_log)
im_out.save(outfile)
CS2.7 批量图像加图片水印
加图片水印的原理和加文字水印相同，首先使用Python的Pillow图像库中的Image模块的new函数可以创建水印图像对象，并使用图像对象的paste方法把log图像粘贴到水印图像，最后通过Image模块的composite函数合成水印图像和原图像。【例CS.12】批量图像加图片水印。#模块：c:\pythonpa\cs\image_watermark2.py
#命令行：python image_watermark2.py c:\pythonpa\cs\img jpg c:\pythonpa\cs\img\python-logo.png
#功能：把c:\pythonpa\cs\img下的所有*.jpg文件加水印python-logo.png并另存为*_w.jpg
import sys
import os
import glob
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
img_path = sys.argv[1] + "/*." +sys.argv[2]
img_suffix = sys.argv[2]
log_file = sys.argv[3]
for infile in glob.glob(img_path):
f, e = os.path.splitext(infile)
outfile = f + "_w." + img_suffix
im = Image.open(infile)
im_log = Image.open(log_file)
im_mark = Image.new('RGBA', im.size)
im_mark.paste(im_log, (0, 0))
im_out = posite(im_mark, im, im_mark)
im_out.save(outfile)
CS2.8 批量调整图像大小
调整图像大小也是网络开发或图像软件预览常用的一种基本技术。使用Image对象的resize()方法可以调整图像大小。【例CS.13】批量调整图像大小。#模块：c:\pythonpa\cs\image_resize.py
#命令行：python image_resize.py c:\pythonpa\cs\img jpg 640 480
#功能：把c:\pythonpa\cs\img下的所有*.jpg文件大小调整为640*480并另存为*_640.jpg
import sys
import os
import glob
import PIL.Image
img_path = sys.argv[1] + "/*." +sys.argv[2]
img_suffix = sys.argv[2]
img_size_width = int(sys.argv[3])
img_size_height = int(sys.argv[4])
for infile in glob.glob(img_path):
f, e = os.path.splitext(infile)
outfile = f + "_" + str(img_size_width) + "." +img_suffix
im = PIL.Image.open(infile)
im_out = im.resize((img_size_width, img_size_height))
im_out.save(outfile)
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