• python 图形库 学习报告


    ps:1.因为个人对该专业并不是很感兴趣,所以基础并没有打好,再加上从未接触过该语言,所               以写起来很吃力,因此不能在团队项目上作出更大的贡献,所以就写了这个学习报告。

             2.因为我们项目最终也没完成图形库的建立,所以也完成不了相关代码的展示。

              

     

    学习报告

    Image

    Pillow中最重要的类就是Image,该类存在于同名的模块中。可以通过以下几种方式实例化:从文件中读取图片,处理其他图片得到,或者直接创建一个图片。

    使用Image模块中的open函数打开一张图片:

    >>> from PIL import Image

    >>> im = Image.open("lena.ppm")

    如果打开成功,返回一个Image对象,可以通过对象属性检查文件内容

    >>> from __future__ import print_function

    >>> print(im.format, im.size, im.mode)

    PPM (512, 512) RGB

    format属性定义了图像的格式,如果图像不是从文件打开的,那么该属性值为None;size属性是一个tuple,表示图像的宽和高(单位为像素);mode属性为表示图像的模式,常用的模式为:L为灰度图,RGB为真彩色,CMYK为pre-press图像。

    如果文件不能打开,则抛出IOError异常。

    当有一个Image对象时,可以用Image类的各个方法进行处理和操作图像,例如显示图片:

    >>> im.show()

    ps:标准版本的show()方法不是很有效率,因为它先将图像保存为一个临时文件,然后使用xv进行显示。如果没有安装xv,该函数甚至不能工作。但是该方法非常便于debug和test。(windows中应该调用默认图片查看器打开)

    读写图片

    Pillow库支持相当多的图片格式。直接使用Image模块中的open()函数读取图片,而不必先处理图片的格式,Pillow库自动根据文件决定格式。

    Image模块中的save()函数可以保存图片,除非你指定文件格式,那么文件名中的扩展名用来指定文件格式。

    图片转成jpg格式

    from __future__ import print_function

    import os, sys

    from PIL import Image

     

    for 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函数的第二个参数可以用来指定图片格式,如果文件名中没有给出一个标准的图像格式,那么第二个参数是必须的。

    创建缩略图

    from __future__ import print_function

    import os, sys

    from PIL import Image

     

    size = (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)

    必须指出的是除非必须,Pillow不会解码或raster数据。当你打开一个文件,Pillow通过文件头确定文件格式,大小,mode等数据,余下数据直到需要时才处理。

    这意味着打开文件非常快,与文件大小和压缩格式无关。下面的程序用来快速确定图片属性:

    确定图片属性

    from __future__ import print_function

    import sys

    from PIL import Image

     

    for 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、粘贴、与合并图片

    Image类包含还多操作图片区域的方法。如crop()方法可以从图片中提取一个子矩形

    从图片中复制子图像

    box = im.copy() #直接复制图像

    box = (100, 100, 400, 400)

    region = im.crop(box)

    区域由4-tuple决定,该tuple中信息为(left, upper, right, lower)。 Pillow左边系统的原点(0,0)为图片的左上角。坐标中的数字单位为像素点,所以上例中截取的图片大小为300*300像素^2。

    处理子图,粘贴回原图

    region = region.transpose(Image.ROTATE_180)

    im.paste(region, box)

    将子图paste回原图时,子图的region必须和给定box的region吻合。该region不能超过原图。而原图和region的mode不需要匹配,Pillow会自动处理。

    另一个例子

    Rolling an image

    def roll(image, delta):

        "Roll an image sideways"

     

        image = image.copy() #复制图像

        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

    分离和合并通道

    r, g, b = im.split()

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

    对于单通道图片,split()返回图像本身。为了处理单通道图片,必须先将图片转成RGB。

    几何变换

    Image类有resize()、rotate()和transpose()、transform()方法进行几何变换。

    简单几何变换

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

    out = im.rotate(45) # 顺时针角度表示

    置换图像

    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()没有性能差别。

    更通用的图像变换方法可以使用transform()

    模式转换

    convert()方法

    模式转换

    im = Image.open('lena.ppm').convert('L')

    图像增强

    Filter

    ImageFilter模块包含很多预定义的增强filters,通过filter()方法使用

    应用filters

    from PIL import ImageFilter

    out = im.filter(ImageFilter.DETAIL)

    像素点处理

    point()方法通过一个函数或者查询表对图像中的像素点进行处理(例如对比度操作)。

    像素点变换

    # multiply each pixel by 1.2

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

    上述方法可以利用简单的表达式进行图像处理,通过组合point()和paste()还能选择性地处理图片的某一区域。

    处理单独通道

    # split the image into individual bands

    source = im.split()

     

    R, G, B = 0, 1, 2

     

    # select regions where red is less than 100

    mask = source[R].point(lambda i: i < 100 and 255)

     

    # process the green band

    out = source[G].point(lambda i: i * 0.7)

     

    # paste the processed band back, but only where red was < 100

    source[G].paste(out, None, mask)

     

    # build a new multiband image

    im = Image.merge(im.mode, source)

    注意到创建mask的语句:

    mask = source[R].point(lambda i: i < 100 and 255)

    该句可以用下句表示

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

    如果expression为假则返回expression的值为0(因为and语句已经可以得出结果了),否则返回255。(mask参数用法:当为0时,保留当前值,255为使用paste进来的值,中间则用于transparency效果)

    高级图片增强

    对其他高级图片增强,应该使用ImageEnhance模块 。一旦有一个Image对象,应用ImageEnhance对象就能快速地进行设置。 可以使用以下方法调整对比度、亮度、色平衡和锐利度。

    图像增强

    from PIL import ImageEnhance

     

    enh = ImageEnhance.Contrast(im)

    enh.enhance(1.3).show("30% more contrast")

    动态图

    Pillow支持一些动态图片的格式如FLI/FLC,GIF和其他一些处于实验阶段的格式。TIFF文件同样可以包含数帧图像。

    当读取动态图时,PIL自动读取动态图的第一帧,可以使用seek和tell方法读取不同帧。

    from PIL import Image

     

    im = Image.open("animation.gif")

    im.seek(1) # skip to the second frame

     

    try:

        while 1:

            im.seek(im.tell()+1)

            # do something to im

    except EOFError:

        pass # end of sequence

    当读取到最后一帧时,Pillow抛出EOFError异常。

    当前版本只允许seek到下一帧。为了倒回之前,必须重新打开文件。

    或者可以使用下述迭代器类

    动态图迭代器类

    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 sequence

     

    for frame in ImageSequence(im):

        # ...do something to frame...

    Postscript Printing

    Pillow允许通过Postscript Printer在图片上添加images、text、graphics。

    Drawing Postscript

    from PIL import Image

    from PIL import PSDraw

     

    im = Image.open("lena.ppm")

    title = "lena"

    box = (1*72, 2*72, 7*72, 10*72) # in points

     

    ps = PSDraw.PSDraw() # default is sys.stdout

    ps.begin_document(title)

     

    # draw the image (75 dpi)

    ps.image(box, im, 75)

    ps.rectangle(box)

     

    # draw centered title

    ps.setfont("HelveticaNarrow-Bold", 36)

    w, h, b = ps.textsize(title)

    ps.text((4*72-w/2, 1*72-h), title)

     

    ps.end_document()

    ps:textsize不能用,有谁知道吗

    更多读取图片方法

    之前说到Image模块的open()函数已经足够日常使用。该函数的参数也可以是一个文件对象。

    string中读取

    import StringIO

     

    im = Image.open(StringIO.StringIO(buffer))

    tar文件中读取

    from PIL import TarIO

     

    fp = TarIO.TarIO("Imaging.tar", "Imaging/test/lena.ppm")

    im = Image.open(fp)

    草稿模式

    draft()方法允许在不读取文件内容的情况下尽可能(可能不会完全等于给定的参数)地将图片转成给定模式和大小,这在生成缩略图的时候非常有效(速度要求比质量高的场合)。

    draft模式

    from __future__ import print_function

    im = Image.open(file)

    print("original =", im.mode, im.size)

     

    im.draft("L", (100, 100))

    print("draft =", im.mode, im.size)

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