Python图像处理库PIL的基本概念介绍(一)

Python 的数字图像处理 都是基于PIL库开展的一系列操作所以有些基本概念我们需要清楚
PIL中所涉及的基本概念有如下几个:通道(bands)、模式(mode)、尺寸(size)、坐标系统(coordinate system)、调色板(palette)、信息(info)和滤波器(filters)。
1、 通道

每张图片都是由一个或者多个数据通道构成。PIL允许在单张图片中合成相同维数和深度的多个通道。

以RGB图像为例,每张图片都是由三个数据通道构成,分别为R、G和B通道。而对于灰度图像,则只有一个通道。

对于一张图片的通道数量和名称,可以通过方法getbands()来获取。方法getbands()是Image模块的方法,它会返回一个字符串元组(tuple)。该元组将包括每一个通道的名称。

Python的元组与列表类似,不同之处在于元组的元素不能修改,元组使用小括号,列表使用方括号,元组创建很简单,只需要在括号中添加元素,并使用逗号隔开即可。

方法getbands()的使用如下://这里我使用pycharm

from PIL import Image
imagetest= Image.open("phototest.jpg")
print(imagetest.getbands())

这里写图片描述

im_bands = imagetest.getbands()

print(len(im_bands))//通道数量

3//运行结果

print (im_bands[0])

R//运行结果

print (im_bands[1])

G//运行结果

print(im_bands[2])

B//运行结果

2、 模式

图像的模式定义了图像的类型和像素的位宽。当前支持如下模式:

1:1位像素,表示黑和白,但是存储的时候每个像素存储为8bit。

L:8位像素,表示黑和白。

P:8位像素,使用调色板映射到其他模式。

RGB:3x8位像素,为真彩色。

RGBA:4x8位像素,有透明通道的真彩色。

CMYK:4x8位像素,颜色分离。

YCbCr:3x8位像素,彩色视频格式。

I:32位整型像素。

F:32位浮点型像素。

PIL也支持一些特殊的模式,包括RGBX(有padding的真彩色)和RGBa(有自左乘alpha的真彩色)。

可以通过mode属性读取图像的模式。其返回值是包括上述模式的字符串。
属性mode的使用如下:

im =Image.open('phototest.jpg')
 prinyingt(im.mode)
RGB//运行结果

3、 尺寸

通过size属性可以获取图片的尺寸。这是一个二元组,包含水平和垂直方向上的像素数。

属性mode的使用如下:

from PIL importImage

im =Image.open(‘phototest.jpg’)

print(im.size)

运行结果:
(689, 886)

im_size = im.size

print im_size[0]

运行结果:
800

print im_size[1]

运行结果:
450

4、 坐标系统

PIL使用笛卡尔像素坐标系统,坐标(0,0)位于左上角。注意:坐标值表示像素的角;位于坐标(0,0)处的像素的中心实际上位于(0.5,0.5)。

坐标经常用于二元组(x,y)。长方形则表示为四元组,前面是左上角坐标。例如,一个覆盖800x600的像素图像的长方形表示为(0,0,800,600)。

5、 调色板

调色板模式 (“P”)使用一个颜色调色板为每个像素定义具体的颜色值

6、 信息

使用info属性可以为一张图片添加一些辅助信息。这个是字典对象。加载和保存图像文件时,多少信息需要处理取决于文件格式。

属性info的使用如下:

from PIL import Image

im =Image.open(‘phototest.jpg’)

im_info = im.info

print (im_info)

运行结果:
{‘jfif_version’:(1, 1), ‘jfif’: 257, ‘jfif_unit’: 1, ‘jfif_density’: (96, 96), ‘dpi’: (96, 96)}

print (im_info[‘jfif_version’])

运行结果:
(1, 1)

print (im_info[‘jfif’])

运行结果:
257

7、 滤波器

对于将多个输入像素映射为一个输出像素的几何操作,PIL提供了4个不同的采样滤波器:

NEAREST:最近滤波。从输入图像中选取最近的像素作为输出像素。它忽略了所有其他的像素。

BILINEAR:双线性滤波。在输入图像的2x2矩阵上进行线性插值。注意:PIL的当前版本,做下采样时该滤波器使用了固定输入模板。

BICUBIC:双立方滤波。在输入图像的4x4矩阵上进行立方插值。注意:PIL的当前版本,做下采样时该滤波器使用了固定输入模板。

ANTIALIAS:平滑滤波。这是PIL 1.1.3版本中新的滤波器。对所有可以影响输出像素的输入像素进行高质量的重采样滤波,以计算输出像素值。在当前的PIL版本中,这个滤波器只用于改变尺寸和缩略图方法。

注意:在当前的PIL版本中,ANTIALIAS滤波器是下采样(例如,将一个大的图像转换为小图)时唯一正确的滤波器。BILIEAR和BICUBIC滤波器使用固定的输入模板,用于固定比例的几何变换和上采样是最好的。

Image模块中的方法resize()和thumbnail()用到了滤波器。

方法resize()的使用如下:

方法resize()的定义为:resize(size, filter=None)=> image

rom PIL import Image

im= Image.open(‘photottest.jpg’)

print (im.size)

运行结果:(800, 450)

im_resize = im.resize((256,256))

print ( im_resize.size)

运行结果:(256, 256)

对参数filter不赋值的话,方法resize()默认使用NEAREST滤波器。如果要使用其他滤波器可以通过下面的方法来实现:

im_resize0 = im.resize((256,256), Image.BILINEAR)

print (im_resize0.size)

运行结果:(256, 256)

im_resize1 = im.resize((256,256), Image.BICUBIC)

print(im_resize1.size)

运行结果:(256, 256)

im_resize2 = im.resize((256,256), Image.ANTIALIAS)

print(im_resize2.size)

运行结果:(256, 256)

方法thumbnail ()的使用如下:

方法thumbnail ()的定义为:im.thumbnail(size, filter=None)

from PIL import Image

im= Image.open(‘D:\Code\Python\test\img\1.jpg’)

print(im.size)

运行结果:(800, 450)

im.thumbnail((200,200))

print(im.size)

运行结果:(200,112)

这里需要说明的是,方法thumbnail()需要保持宽高比,对于size=(200,200)的输入参数,其最终的缩略图尺寸为(200, 112)。

对参数filter不赋值的话,方法thumbnail()默认使用NEAREST滤波器。如果要使用其他滤波器可以通过下面的方法来实现:

im= Image.open(‘D:\Code\Python\test\img\1.jpg’)

print(im.size)

运行结果:(800, 450)

im.thumbnail((200,200),Image.BILINEAR)

print( im.size)

运行结果:(200, 112)

im= Image.open(‘D:\Code\Python\test\img\1.jpg’)

print (im.size)

运行结果:(800, 450)

im.thumbnail((200,200), Image.BICUBIC)

print (im.size)

运行结果:(200, 112)

im= Image.open(‘D:\Code\Python\test\img\1.jpg’)

print (im.size)

运行结果:(800, 450)

im.thumbnail((200,200), Image.ANTIALIAS)

print (im.size)

运行结果:(200, 112)

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