Python 细聊一下可以媲美PS的 PIL 图片处理库 _Python

胸怀万里世界，放眼无限未来。这篇文章主要讲述Python 细聊一下可以媲美PS的 PIL 图片处理库相关的知识，希望能为你提供帮助。
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。
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。
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)

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）。

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这是一张名为 back_,jpg 的图片

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这是一张名为 dog.jpg 的图片

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这是一张名为 guo_ke.png的图片
3.1基本操作

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。

# 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。

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)

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。

# 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()

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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。

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

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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

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

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()

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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()

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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()

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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．

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< img src=https://www.songbingjia.com/android/" D://红泥巴//我的文章//image//dogC.png" dogC" style=" zoom:33%; " />
?裁剪后的图片

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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()

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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()

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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()

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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()

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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()

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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()

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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()

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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()

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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。
【Python 细聊一下可以媲美PS的 PIL 图片处理库】对于图片处理还有些高级应用，有时间再另开辟新文。