2010-11-23-PIL_v1

Python Imaging Library (PIL)
http://www.pythonware.com/products/pil/
Возможности PIL:

Групповая обработка изображений
PIL идеально подходит для работы с группами
изображений. С помощью PIL можно создавать
превью, преобразовать изображения из одного
формата в другой, распечатывать изображения и т.д.

Отображение изображений
Для отладки удобнее всего использовать метод
im.show(). Открывает изображение в стандартном
браузере.
PIL также может создавать объекты, с которыми
работают различные модули для создания GUI,
такие как PythonWin, Tkinter, PyQT4

Возможности обработки изображений
 Операции на пикселями, фильтры, преобразование
цветового пространства
 Изменение размера изображения, поворот,
аффинные преобразования
 Метод histogram, который может служить для
автоматического улучшения контраста и
извлечения статистических данных из изображения
Основные понятия

Размер (атрибут size)
Это кортеж, состоящий соответственно
из высоты и ширины в пикселях

Система координат
В Питоне используется Картезианская система
координат с началом отсчета в левом верхнем углу.
Например, координаты прямоугольника 800х600
передаются как (0,0,800,600)
Основные понятия

Расширение файла (атрибут format)
Функция open узнает расширение из содержания
файла, функция save использует название, чтобы
определить формат (если он не указан конкретно)

Каналы (метод getbands)
Каждое изображение может состоять из одного или
более каналов.

Цветовая модель (атрибут mode)
Определяет глубину и цвет пикселя
Основные понятия
Основные цветовые модели:
1 (1-bit, ч/б)
L (8-bit pixels, ч/б)
P (8-bit pixels, пользовательская палитра)
RGB (3x8-bit pixels, естественный цвет – true
color)
RGBA (4x8-bit pixels, естественный цвет с маской
прозрачности)
CMYK (4x8-bit pixels, цветоделение)
YCbCr (3x8-bit pixels, цветной видеоформат)
Основные понятия

Палитра
Цветовая модель палитра (“P”) использует цветовую
палитру для определения фактического цвета
каждого пикселя

Информация (атрибут info)
Изображению можно прикрепить дополнительную
информацию. info - атрибут типа dictionary

Фильтры (NEAREST,BILINEAR,BICUBIC,ANTIALIAS)
Используются для операций, которые могут
сопоставлять нескольким пикселям один.
Фильтры




NEAREST – выбирает ближайший пиксель из входного
изображения и игнорирует все остальные (обычно идет по
умолчанию во всех методах)
BILINEAR – использует линейную интерполяцию на
области 2x2
BICUBIC – использует линейную интерполяцию на обл. 4x4
ANTIALIAS – вычисляет значение выходного пикселя с
помощью высококачественного фильтра
субдескретизации на всех пикселях, которые могут влиять
на выходное значение. В текущей версии можно
использовать только с методами resize и thumbnail
Чтение





Image.open(infile, mode)
im = Image.open(…) создает объект типа Image
Это ленивая операция, изначально считывается
только информация, необходимая для
декодирования изображения (цветовая модель,
размер и т.д.)
mode – необязательный аргумент, если используется,
должен быть “r”
infile может быть строкой с путем файла или объектом
типа файл(поддерживающим методы read, seek, tell),
открытым в бинарном режиме
Чтение(Примеры)

Обычный случай
1.

Чтение из открытого файла
1.
2.

fp = open("lena.ppm", "rb")
im = Image.open(fp) #бинарный режим
Чтение из строки
1.
2.

im = Image.open("lena.ppm")
import StringIO
im = Image.open(StringIO.StringIO(buffer))
Чтение из Tar-архива
1.
2.
3.
import TarIO
fp = TarIO.TarIO("Imaging.tar", "Imaging/test/lena.ppm")
im = Image.open(fp)
Сохранение

im.save(outfile, format, options)




outfile – строка или файловый объект
format – формат файла, можно указывать в названии
options – дополнительные параметры
Определяет формат по названию или указанному
формату
Пример
Пример
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
from PIL import Image
ein = Image.open("IMG_3090.jpg") #создаем объект
класса Image
print ein.size, ein.mode, ein.format
# (512, 768) JPEG RGB
ein 1= ein.rotate(270, Image.BICUBIC, 1)
ein0 = ein.rotate(270, Image.BICUBIC)
ein0.save ("einstein0.JPEG")
ein1.save("einstein1.JPG")
Разница в наличии и отсутствии последнего
аргумента
ein.rotate(270,Image.BICUBIC, 1)
ein.rotate(270,Image.BICUBIC)
Пример работы с каналами
Пример работы с каналами
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
import Image
im = Image.open('C:/panda.jpg')
r,g,b = im.split()
images = [Image.merge(im.mode, (r,b,g)),Image.merge(im.mode,
(b,g,r)),Image.merge(im.mode, (g,b,r))]
def create_new(ls, ind):
w, h = images[0].size
n_ind = ind
bgr = Image.new("RGB",(w*(len(ls)) + n_ind*(len(ls)+1),h + n_ind*2),"white")
for i in images:
assert w, h == i.size
bgr.paste(i,(n_ind,ind))
n_ind += ind + w
return bgr
new_im = create_new(images,30)
new_im.show()
Пример работы с каналами
Конвертация изображений в формат JPEG
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
import os,sys
import Image
for infile in sys.argv[1:]:
f, e = os.path.splitext(infile) # f – имя, e – расширение
файла
outfile = f + ".jpg"
if infile != outfile: # если формат изображения JPEG, то
пропускаем его
try:
Image.open(infile).save(outfile)
except IOError:
print "cannot convert ", infile
Создание превью формата JPEG
2.
import os, sys
import Image
3.
size = 130, 130
4.
for infile in sys.argv[1:]:
outfile = os.path.splitext(infile)[0] + ".thumbnail"
if infile != outfile:
try:
im = Image.open(infile)
im.thumbnail(size,Image.ANTIALIAS)
im.save(outfile + ".jpg")
except IOError:
print "cannot create thumbnail for", infile
1.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Обрезка, вставка







import Image
im = Image.open("C:/munch.jpg")
w, h = im.size
box = (300, 400, 700, h)
region = im.crop(box)
region = region.transpose(Image.ROTATE_180)
im.paste(region, box)
Обрезка, вставка
До
После
Работа с пикселями
1.
2.
3.
import Image
im = Image.open("flower.jpg")
out = im.point(lambda i: i * 3) # увеличилась яркость
Обработка изображений
Обработка изображений (модуль Image)
1.
2.
3.
4.
5.

import Image
im = Image.open('car.jpg')
im.convert("L").show()
# Используется матрица по умолчанию:
# L = R * 299/1000 + G * 587/1000 + B * 114/1000
можно использовать
im.convert(mode, matrix)
с собственной матрицей
преобразования matrix
Обработка изображений (ImageEnhance)
4.
5.
6.
import ImageEnhance
enhancer = ImageEnhance.Contrast(im)
enhancer.enhance(1.3).show()
Обработка изображений (ImageOps)
7.
8.
import ImageOps
ImageOps.colorize(im, (44,36,12),
(242,232,201)).show()
Обработка изображений (ImageChops)
10.
11.
12.
import ImageChops
p = Image.open('paper.jpg‘)
ImageChops.multiply(p, i m).show()
Обработка изображений
Статистика изображения (модуль ImageStat)

Позволяет узнать некоторые статистические данные
изображения, такие как экстремальные значения
пикселей, количество пикселей, среднее значение и
т.д.
Min и max изображения
1.
import Image, ImageStat
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
def minmax(im):
stat = ImageStat.Stat(im) # Объект типа Stat
min, max = [], []
for band in stat.extrema: #[(min1,max1),…,(minN,maxN)]
min.append(band[0])
max.append(band[1])
if len(stat.extrema) == 1:
return min[0], max[0]
else:
return tuple(min), tuple(max)
13.
14.
15.
16.
Image = Image.open(" lena.jpg“)
print minmax(image) # (52, 10, 0) (255, 237, 231)
print minmax(image.convert("L")) # 24 241
Создание CAPTCHA с помощью PIL
1.
2.
import Image,ImageDraw,ImageFont
import random
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
def create_captcha(charNum, fontSize):
#задаем список букв, из которых будем далее выбирать:
alphArr = ['A','B','C','D','E','F','G','H',
'J','K','L','M','N','O','P','R','S','T',
'W','X','Z','0','1','2','3','4','5','6','8']
font = ImageFont.truetype('ARIAL.TTF',fontSize) # создаем объект Font
width, height = font.getsize("W") #ширина и высота текста
interval = width
width, height = (width + 5)*charNum, height + 20 #размеры фона
image = Image.new("RGB",(width,height), (192,192,192)) #создаем фон
draw = ImageDraw.Draw(image) #создаем из фона объект Draw, чтобы
можно было рисовать на нем
Создание CAPTCHA с помощью PIL
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
for i in range(0, charNum):
#создаем фон для буквы:
charImg = Image.new("RGB",(fontSize + 10, fontSize + 10),"black")
tmpDraw = ImageDraw.Draw(charImg)
#помещаем на фон случайную букву случайного цвета:
tmpDraw.text( (3, 1), random.choice(alphArr), font = font,
fill = (random.randint(20,150), random.randint(20, 140),
random.randint(160, 200)) )
charImg = charImg.rotate(random.randint(-30, 30))
#создаем маску, чтобы фон буквы стал прозрачным:
mask = Image.new('L',(fontSize + 10, fontSize + 10),0)
mask.paste(charImg,(0,0))
hpos = 10 + (i*interval + random.randint(10, interval - 10))
vpos = random.randint(10, 20)
image.paste(charImg,(hpos,vpos),mask) #два раза для лучшей
видимости
image.paste(charImg,(hpos,vpos),mask)
Создание CAPTCHA с помощью PIL
1.
2.
3.
for i in range(0,random.randint(3,5)):
draw.line(
(random.randint(6,width - 6), random.randint(3,height-3),
4.
random.randint(6, width - 6), random.randint(2, height - 3)),
5.
fill = (random.randint(70,150), random.randint(20,220),
random.randint(160,220)),
6.
7.
8.
9.
width = random.randint(1,2))
image.save(“captcha.jpg”)
create_captcha(7, 40)
Список Литературы


http://www.pythonware.com/library/pil/handbook/index.
htm
http://blog.objectgraph.com/index.php/2007/01/19/pilon-captcha-transparency-and-masking-for-captcha/