8-图像处理

Pillow 是一个第三方 Python 模块，用于处理图像文件。该模块包含一些函数，可以很容易地裁剪图像、调整图像大小，以及编辑图像的内容。

1. 计算机图像基础

1.1 RGBA

计算机程序通常将图像中的颜色表示为 RGBA 值。 RGBA 值是一组数字，指定顔色中的红、绿、蓝和 alpha（透明度）的值。
在 Pillow 中， RGBA 值表示为四个整数值的元组。例如，红色表示为（255，0， 0， 255）。同时，pillow也使用标准的颜色名称代替常见颜色的RGBA值：

1.2 坐标和box元组

图像像素用 x 和 y 坐标指定，分别指定像素在图像中的水平和垂直位置。原点是位于图像左上角的像素，用符号（0， 0）指定。第一个 0 表示 x 坐标，它以原点处为 0，从左至右增加。第二个 0 表示 y 坐标，它以原点处为 0，从上至下增加。

许多 Pillow 函数和方法需要一个矩形元组参数。这意味着 Pillow 需要一个四个整坐标的元组，表示图像中的一个矩形区域。四个整数按顺序分别是：

• 左：该矩形的最左边的 x 坐标。
• 顶：该矩形的顶边的 y 坐标
• 右：该矩形的最右边右面一个像素的 x 坐标。此整数必须比左边整数大
• 底：该矩形的底边下面一个像素的 y 坐标。此整数必须比顶边整数大。

2. Pillow图像处理

2.1 加载图像和Image对象

要加载图像，就从 Pillow 导入 Image 模块，并调用 Image.open()，传入图像的文件名。
通过 save()方法，对 Image 对象的所有更改都可以保存到图像文件中（也是任何格式）。所有的旋转、调整大小、裁剪、绘画和其他图像操作，都通过这个 Image 对象上的方法调用来完成。

from PIL import Image
cat = Image.open('media/cat.png')  # 打开图像文件 
# 打印图像属性 
print(cat.size)  # 宽，高元组 
print(cat.filename)
print(cat.format)
cat.save('media/cat.png')

Image.new()函数，它返回一个表示空白的Image对象，其参数有：

• 字符串’RGBA’，将颜色模式设置为 RGBA（还有其他模式，但本书没有涉及）。
• 大小，是两个整数元组，作为新图像的宽度和高度。
• 图像开始采用的背景颜色，是一个表示 RGBA 值的四整数元组

from PIL import Image
im = Image.new('RGBA', (10,20), 'black')
im.save('media/new.png')

2.2 裁剪图片

Image 对象的 crop()方法接受一个矩形元组，返回一个 Image 对象，表示裁剪后的图像。 裁剪不是在原图上发生的，也就是说，原始的 Image 对象原封不动， crop()方法返回一个新的 Image 对象。

from PIL import Image
cat = Image.open('media/cat.png') 
cropcat=cat.crop((335,345,565,560))
cropcat.save('media/cropcat.png')

2.3 复制粘贴图像

copy()方法返回一个新的 Image 对象，它和原来的 Image 对象具有一样的图像。
paste()方法在 Image 对象调用，将另一个图像粘贴在它上面。

# 复制粘贴图像 
copycat=cat.copy()
copycat.paste(cropcat, (0,0))

2.4 调整图像大小

resize()方法在 Image 对象上调用，返回指定宽度和高度的一个新 Image 对象。它接受两个整数的元组作为参数，表示返回图像的新高度和宽度。

2.5 旋转和翻转

图像可以用 rotate()方法旋转，该方法返回旋转后的新 Image 对象，并保持原始 Image 对象不变。 rotate()的参数是一个整数或浮点数，表示图像逆时针旋转的度数。
利用 transpose()方法，还可以得到图像的“镜像翻转”。必须向transpose()方法传入 Image.FLIP_LEFT_RIGHT 或 Image.FLIP_TOP_BOTTOM表示水平翻转还是垂直翻转。

2.6 修改单个像素

通过 getpixel()和 putpixel()方法可以获取和修改单个像素。它们都接受一个元组，表示像素的 x 和 y 坐标。 putpixel()方法还接受一个元组，作为该像素的颜色。

im.putpixel((x,y), (210, 210, 210))
im.getpixel((0, 0))
>>>(210, 210, 210, 255)

3. pillow绘图

将Image 对象传入 ImageDraw.Draw()函数，得到一个 ImageDraw 对象。这个对象有一些方法，可以在 Image 对象上绘制形状和文字。

3.1 绘制形状

下面的 ImageDraw 方法在图像上绘制各种形状。这些方法的 fill 和 outline 参数是可选的，如果未指定，默认为白色。

• 点： point(xy, fill)方法绘制单个像素。 xy 参数表示要画的点的列表。该列表可以是 x 和 y 坐标的元组的列表，例如[(x, y), (x, y), …]，或是没有元组的 x 和 y 坐标的列表，例如[x1, y1, x2, y2, …]。 fill 参数是点的颜色，要么是一个 RGBA 元组，要么是颜色名称的字符串。
• 线： line(xy, fill, width)方法绘制一条线或一系列的线。 xy 要么是一个元组的列表，例如[(x, y), (x, y), …]，要么是一个整数列表，例如[x1, y1, x2, y2, …]。每个点都是正在绘制的线上的一个连接点。可选的 width 参数是线的宽度，如果未指定，缺省值为 1
• 矩形： rectangle(xy, fill, outline)方法绘制一个矩形。 xy 参数是一个矩形元组，形式为(left,top, right, bottom）。可选的 fill 参数是颜色，将填充该矩形的内部。可选的 outline 参数是矩形轮廓的颜色。
• 椭圆： ellipse(xy, fill, outline)方法绘制一个椭圆。如果椭圆的宽度和高度一样，该方法将绘制一个圆。 xy 参数是一个矩形元组(left, top, right, bottom)。
• 多边形： polygon(xy, fill, outline)方法绘制任意的多边形。 xy 参数是一个元组列表，例如 [(x, y), (x, y), …]，或者是一个整数列表，例如[x1, y1, x2, y2, …]，表示多边形边的连接点。最后一对坐标将自动连接到第一对坐标.

Example:

from PIL import Image, ImageDraw
im = Image.new('RGBA', (200, 200), 'white')
draw = ImageDraw.Draw(im)
draw.line([(0, 0), (199, 0), (199, 199), (0, 199), (0, 0)], fill='black')
draw.rectangle((20, 30, 60, 60), fill='blue')
draw.ellipse((120, 30, 160, 60), fill='red')
draw.polygon(((57, 87), (79, 62), (94, 85), (120, 90), (103, 113)),fill='brown')
im.save('media/drawing.png')

3.2 绘制文字

ImageDraw 对象text()方法，用于在图像上绘制文本。 text()方法有 4 个参数： xy、 text、 fill 和 font。

• xy 参数是两个整数的元组，指定文本区域的左上角。
• text 参数是想写入的文本字符串。
• 可选参数 fill 是文本的颜色。
• 可选参数 font 是一个 ImageFont 对象，用于设置文本的字体和大小。可以调用 ImageFont.truetype()函数，第一个参数是字符串，表示字体的 TrueType 文件；第二个参数是一个整数，表示字体大小。

Example:

draw.text((20, 150), 'Hello', fill='purple')
fontsFolder = 'FONT_FOLDER'  # e.g. ‘/Library/Fonts’
arialFont =      ImageFont.truetype(os.path.join(fontsFolder,'arial.ttf'), 32)
draw.text((100, 150), 'Howdy', fill='gray', font=arialFont)