1 . 前言 PIL 是 Python Image Library 的简称。
PIL 库中提供了诸多用来处理图片的模块，可以对图片做类似于 PS（Photoshop） 的编辑。比如：改变图像大小、旋转图像、图像格式转换，转换颜色通道，图像增强，直方图处理，插值和滤波等等。
PIL 是第三方库，使用之前需要先安装。

pip install pillow

2. 颜色模式 继续之前先解一个重要概念：颜色模式。
所谓颜色模式：指在计算机中如何模拟出现实世界中的各种颜色，或准确讲是一种颜色生成算法。
常用的颜色模式：

• RGB： 基础理论就是对图片中的每一个像素点，按红 (Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三色系的不同分量组合出现实世界中的颜色。也可以说，我们在计算机上中所看到的 RGB 图片的颜色是由三色系分量组合而成。或称其有 3 个颜色通道。
  

  Tip： 我们在电脑中所看到的图片大多数都是像素图片，像素图片的特点就是整张图片由很多的像素点组成，每一个像素点有自己的颜色。
  

  在 RGB 颜色模式中，计算机为红色、绿色、蓝色分别分配 8 bit 的空间，也意味着红色、绿色、蓝色各自的分量变化是在 0~255（8bit 二进制换算成十进制度的最大值）之间。
  所以计算机使用 RGB 颜色模式最多可以模拟出 255X255X255 种颜色，这应该足够多了，已经可以让计算机显示出多彩斑斓的现实世界。
  

  Tip： RGBA 是 RGB 颜色模式的增加版。除了可以模拟颜色，还可以摸拟透明度。A 是 Alpha 的缩写，这是可以理解为透过或透明度的意思。
  

• CMYK： C：Cyan = 青色，又称为‘天蓝色’或是‘湛蓝’；M：Magenta = 品红色，又称为‘洋红色’；Y：Yellow = 黄色；K：blacK=黑色。CMYK 往往用于模拟印刷制品颜色。多用于广告设计。
  

可以使用 PIL 库的 ImageColor 模块的 getColor( ) 方法获取一个颜色的不同颜色分量值。

from PIL import ImageColorred = ImageColor.getrgb("red") print(red) ''' 输出结果 (255, 0, 0) '''

Tip： ImageColor 模块内部维护有一个字典。
getColor( ) 方法用使用者提供的颜色名字为键，在字典中查找到对应颜色，再转换成元组后返回。

colormap = { "aliceblue": "#f0f8ff", "antiquewhite": "#faebd7", "aqua": "#00ffff", "aquamarine": "#7fffd4", "azure": "#f0ffff", "beige": "#f5f5dc", "bisque": "#ffe4c4", "black": "#000000", "blanchedalmond": "#ffebcd", …… }

3. 处理图片 处理图片，主要是使用 PIL 库的 Image 模块（也是核心模块）。在处理图片之前请提前准备 3 张图片（2 张 jpg 格式的图片，1 张 png 格式的图片）。

Tip： 为了方便操作，把图片存放到项目目录中，加载图片时使用相对路径描述。

文章图片

这是一张名为 back_,jpg 的图片

文章图片

这是一张名为 dog.jpg 的图片

文章图片

这是一张名为 guo_ke.png 的图片
3.1 基本操作

1. 打开图片： 处理图片之前，先要打开图片，可以使用 Image 模块中的 open( ) 方法 打开。此方法返回一个 PIL.Image.Image 类型的对象。
   

   Tip： 本文不刻意区分函数和方法的概念，统一称为方法。
   

# 原型 def open(fp, mode="r", formats=None): ……

open( ) 方法特点： open( ) 方法不会立即加载图片数据，只有在处理图片或调用图片的 load( ) 方法时才会加载。

from PIL import Image # open( ) 方法具有懒（延迟）加载的特性 img = Image.open("back_.jpg") #立即加载图片数据 img.load()

open( ) 方法参数说明：

• fp： 设置要打开的图片文件。可以是字符串描述的文件名称、也可以是一个文件对象。

from PIL import Image # mode 必须是 "rb" file = open("dog.png", mode="rb") #文件对象作为参数 img = Image.open(file)

• mode： 对图片文件操作的模式，默认是 “r” 。如果设置，也只能是 "r"。
• formats： 列表或元组类型，指定文件的打开格式，默认由方法自己判断。

2. 图片的常规属性： 图片对象有几个常用的属性。

• mode： 图片的颜色模式（RGB，CMYK，RGBA，L……）。不同颜色模式的图片其通道数量会有差异。
  
• format： 图片的格式（PNG，JPEG，GIF……）。JPEG格式的图片没有 A 通道，所以 JPEG 图片是没有透明度信息的。PNG 图片有 A 通道，具有透明性。GIF 图片格式有帧的概念，一张 GIF 图片其实是由多张图片组成的，每一张图片为一帧。
  
• size： 图片大小。在处理图片时，图片大小用 2 元组表示。
  

from PIL import Image img = Image.open("dog.jpg", mode="r") print("图片颜色模式：", img.mode) print("图片的格式:", img.format) print("图片的大小:", img.size) ''' 输出结果 图片颜色模式： RGB 图片的格式: JPEG 图片的大小: (852, 639) '''

3. 修改图片的属性

PIL.Image.Image 对象提供有方法用来修改图片的的属性，如改变大小、改变模式、改变格式。
修改图片的大小： 可使用图片对象的 resize( ) 方法修改图片的大小。此方法的参数必须是 2元组类型。*，返回一个图片副本。

Tip： 不是直接修改原图片的大小（原图片是以 r 模式打开的）。类似于按给定的大小在原图片做插值运算后重新生成一张图片。

# 返回一个新的 PIL.Image.Image 对象 img=img.resize((300,300))

修改的图片的颜色模式： 可以使用图片对象的 conver( ) 方法修改图片模式 。可以取值范围： 1、L、P、RGB、RGBA、CMYK、YCbCr、I、F。返回的也是一个图片副本。
1 模式： 黑白图片模式，每一个像素只有黑或白两个颜色。

from PIL import Image img = Image.open("dog.jpg", mode="r") img1 = img.convert('1') img.show()

【Python|Python 细聊可以媲美 PS 的 PIL 图片处理库】
L 模式： 生成灰度图片，每一个像素的颜色会重新按 L = R * 299/1000 + G * 587/1000 + B * 114/1000 进行换算。

Tip： 当像素点的 RGB 颜色分量相同时，组合出来的就是灰色。灰色系有 256 阶梯，从 0~255。0 表示黑色，255 表示白色，从0到255 颜色由黑逐渐转向白。
(#000) 黑色，(#111、 # 222、 #333) ……逐渐到 (#FFF) 白色。灰度图片要比黑白图片的颜色层次丰富。

from PIL import Image img = Image.open("dog.jpg", mode="r") img = img.convert('L') img.show()

文章图片

当把 RGBA 模式转换成 RGB 模式时，只会获取其中的 RGB 颜色通道（舍弃透明信息）。当由 RGB 模式转换成 RGBA 模式时。会自动添加 A 通道，补值为 255。

from PIL import Imageimg = Image.open("dog.jpg", mode="r") print(img.mode) print(img.getpixel((1, 1))) img = img.convert("RGBA") # 使用 getpixel( ) 方法获取任意一点的颜色模式 print(img.getpixel((1, 1))) print(img.mode) ''' 输出结果 RGB (207, 209, 222) (207, 209, 222, 255) RGBA '''

4. 保存图片。图片修改后可以使用 save( ) 方法对其保存。

def save(self, fp, format=None, **params):

save( ) 方法的参数说明：

• fp： 字符串描述的文件名或一个文件对象。
  
• format： 保存时指定图片的格式（JPG、PNG……）。如果省略此参数，则由文件的扩展名确定。如果 fp 是一个文件对象，此参数不能省略。
  
• params： 扩展参数。
  

保存图片的副本：除了文件名不一样，其它数据信息都是相同。

from PIL import Image img = Image.open("dog.jpg") img.save("dog_01.jpg")

保存时修改图片格式：

from PIL import Image# 原图片格式为 jpg img = Image.open("dog.jpg") print("dog.jpg图片的颜色模式:", img.mode) # 保存后图片的格式为 png img.save("dog_02.png") img = Image.open("dog_02.png") print("dog_02.png的颜色模式：", img.mode) ''' 输出结果 dog.jpg图片的颜色模式: RGB dog_02.png的颜色模式： RGB '''

Tip： dog.jpg 图片是 RGB 模式，虽然在保存时指定 PNG 扩展名，但系统不会添加 A 通道， dog_02.png 图片的颜色模式还是 RGB 模式。

如下代码会抛异常：因为无法将 RGBA 模式的图片以 JPEG 格式保存

from PIL import Image # png 格式的图片有透明通道,其颜色模式是 RGBA. img = Image.open("guo_ke.png") print(img.mode) # jpg 格式的图片没有透明通道 img.save("guo_ke.jpg") ''' 输出结果 OSError: cannot write mode RGBA as JPEG '''

3.2 变形操作
变形操作包括对图片的旋转、裁剪、复制和粘贴一系列操作。
rotate( )方法： 此方法使用一个角度值旋转图片，返回图片副本。
角度为正值时以逆时针方向旋转，负值向顺时针方向旋转．可以通过调整角度，让图片水平或垂直方向翻转。

from PIL import Image img = Image.open("dog.jpg") img=img.rotate(30) img.show()

文章图片

默认情况下，图片旋转后的空白处填充黑色。可以使用 rotate( )方法 的 fillcolor 参数为图片旋转后留下的空白处指定填充颜色。

from PIL import Image img = Image.open("dog.jpg") img=img.rotate(-45,fillcolor="blue") img.show()

文章图片

可以使用 rotate( )方法 的 center 参数调整图片的中心点的位置。

from PIL import Image img = Image.open("dog.jpg") img = img.rotate(45, fillcolor="blue", center=(20, 20)) img.show()

文章图片

crop( ) 方法: 裁剪图片，裁剪时需要在原图片中确定一个需要保留的矩形区域。此方法返回一个图片副本。

from PIL import Image img = Image.open("dog.jpg") # 4 元组,前 2 个数字 表示矩形的左上角,后 2 个数字 表示矩形的右下角 img = img.crop((0, 0, 400, 400)) img.show()

图片的坐标系，图片的最左上角为原点，水平向右为 X 正轴，垂直向下为 正轴．

文章图片


文章图片

? 裁剪后的图片
copy( )方法： 复制图片，返回和原图片完全一样的图片副本。图片副本和原图片之间是完全独立的，修改其中的一张图片不会影响另一张图片。
paste( )方法： 粘贴图片，可以把一张图片粘贴到另一张图片上。如把小狗的图片粘贴到背景图片上。

def paste(self, im, box=None, mask=None):

参数说明：

• im： 需要被粘贴的图片（这里是小狗图片）。
• box： 图片被粘贴的位置。box 可以是一个 2 元组，这 2 个表示小狗图片的左上角在背景图片上的位置。如果是 4 元组，则被粘贴的图片（小狗图片）必须和 4 元组所描述的矩形区域的大小一样。
• mask：遮罩图片，遮罩图片最好有透明性，如 PNG 图片。

from PIL import Image # 打开背景图片 back_img = Image.open("back_.jpg") # 打开小狗图片 dog_img = Image.open("dog.jpg") # 修改小狗的大小 dog_img = dog_img.resize((180, 120)) # 复制图片 back_copy_img = back_img.copy() # (300,200) 或（300,200,480,320） back_copy_img.paste(dog_img, (300, 200)) back_copy_img.show()

文章图片

遮罩图片的使用，遮罩图片只能是 "1", "L" or "RGBA" 模式的图片，且遮罩图片和被粘贴的图片大小必须一样。

from PIL import Image # 打开背景图片 back_img = Image.open("back_.jpg") # 打开小狗图片 dog_img = Image.open("dog.jpg") # 修改小狗的大小 dog_img = dog_img.resize((180, 120)) # 复制图片 back_copy_img = back_img.copy() # 遮罩图片 需要有透明度信息 mask_img = Image.open("js.png") # 修改 遮罩图片 和 小狗图片一样大小 mask_img = mask_img.resize((180, 120)) # 粘贴 back_copy_img.paste(dog_img, box=(300, 200, 480, 320), mask=mask_img) back_copy_img.show()

文章图片

3.3 合并颜色通道
RGB颜色模式的图片有 3 个颜色通道，RGBA 颜色模式的图片有 3 个颜色通道另加 1 个透明度通道。可以使用 split( ) 方法 分离出图片的颜色通道，然后根据自己的需要再重新排列颜色通道得到不同效果的图片。
分离小狗图片的颜色通道，并重组颜色通道 。merge( ) 方法能通过指定的颜色通道创建一张新图片。

from PIL import Image dog_img = Image.open("dog.jpg") # 分离颜色通道 r, g, b = dog_img.split() # 打乱颜色通道得到新图片 蓝色通道和红色通道互换 dog_img = Image.merge(dog_img.mode, (b, g, r)) dog_img.show()

文章图片

可以对分离出来的颜色通道进行单独修改修改，修改后再重组出新的图片。

from PIL import Imagedog_img = Image.open("dog.jpg") # 分离颜色通道 r, g, b = dog_img.split() # 修改每一个颜色通道中的像素点的值 r = r.point(lambda i: i + 10) g = r.point(lambda i: i * 0.6) b = b.point(lambda i: i + 100) dog_img = Image.merge(dog_img.mode, (r, g, b)) dog_img.show()

文章图片

下面的代码使用 getpixel( ) 方法通过给定的坐标值找到每一点的颜色模式。然后对每一个像素点的颜色模式进行重构。

from PIL import Image dog_img = Image.open("dog.jpg") w, h = dog_img.size for i in range(w): for j in range(h): # 获取每一个像素点的颜色模式 c = dog_img.getpixel((i, j)) # 修改每一个像素点的颜色模式 红色加重，绿色减少。 dog_img.putpixel((i, j), (c[0] + 100, c[1] - 20, c[2] + 30)) dog_img.show()

文章图片

重组不同图片中的颜色通道，要求所有图片的大小都一样。

from PIL import Image dog_img = Image.open("dog.jpg") # 分离颜色通道 r, g, b = dog_img.split() img1 = Image.open("guo_ke.png") #两张图片的大小一样 img1=img1.resize(dog_img.size) # js.png 颜色模式是 rgba r1,g1,b1,a=img1.split() # 混合 两张图片的不同通道 img=Image.merge("RGBA",(r1,g,b1,a)) img.show()

文章图片

3.4 滤镜和增加
可以像 PS 一样给图片添加滤镜，并且可以调整图片的对比度，色调……等信息。
ImageFilter 模块提供有各种滤镜对象，图片使用滤镜后会返回一个图片副本。

• BLUR：模糊效果
  
• CONTOUR：轮廓效果
  
• DETAIL：细节效果
  
• EDGR_ENHANCE：边界增强效果
  
• EDGE_ENHANCE_MODE：阈值边界增强效果
  
• EMBOSS：浮雕效果
  
• FIND_EDGES：边界效果
  
• SMOOTH：平滑效果
  
• SMOOTH_MODE：阈值平滑效果
  
• SHARPEN：锐化效果
  

给小狗图片添加滤镜效果：

from PIL import ImageFilter from PIL import Image dog_img = Image.open("dog.jpg") # 浮雕效果 dog_img = dog_img.filter(ImageFilter.EMBOSS) dog_img.show()

文章图片

其它的效果大家可以自己试一试。

ImageEnhance 类提供有修改图片对比度，色调等信息的对象。这些对象都有一个 enhance(factor) 方法用来设置增强的强度。

• Color(im)：调整颜色平衡
  
• Contrast(im)：调整对比度
  
• Brightness(im)：调整亮度
  
• Sharpness(im)：调整锐度
  

增强图片的高度：

from PIL import ImageFilter from PIL import Image from PIL import ImageEnhancedog_img = Image.open("dog.jpg") dog_img = dog_img.filter(ImageFilter.SHARPEN) # 构建 Brightness 对象 dog_img=ImageEnhance.Brightness(dog_img) # 调用 Brightness 对象的enhance()设置增加的数值 dog_img.enhance(2).show()

文章图片

4 . 总结 本文介绍了 PIL 库的 ImageColor、Image、ImageFilter、ImageEnchance 模块。除此之外，PIL 中还有很多与图片处理相关的模块。使用这些模块，几乎可以完成 PS 中能完成的任务。
对于图片处理还有些高级应用，有时间再另开辟新文。

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