Python實現影象壓縮和影象處理詳解

2022-07-08 14:06:04

入門瞭解1.顏色

如果你有使用顏料畫畫的經歷，那麼一定知道混合紅、黃、藍三種顏料可以得到其他的顏色，事實上這三種顏色就是美術中的三原色，它們是不能再分解的基本顏色。在計算機中，我們可以將紅、綠、藍三種色光以不同的比例疊加來組合成其他的顏色，因此這三種顏色就是色光三原色。在計算機系統中，我們通常會將一個顏色表示為一個RGB值或RGBA值（其中的A表示Alpha通道，它決定了透過這個影象的畫素，也就是透明度）。

名稱	RGB值	名稱	RGB值
White（白）	(255, 255, 255)	Red（紅）	(255, 0, 0)
Green（綠）	(0, 255, 0)	Blue（藍）	(0, 0, 255)
Gray（灰）	(128, 128, 128)	Yellow（黃）	(255, 255, 0)
Black（黑）	(0, 0, 0)	Purple（紫）	(128, 0, 128)

入門瞭解 2. 畫素

對於一個由數位序列表示的影象來說，最小的單位就是影象上單一顏色的小方格，這些小方塊都有一個明確的位置和被分配的色彩數值，而這些一小方格的顏色和位置決定了該影象最終呈現出來的樣子，它們是不可分割的單位，我們通常稱之為畫素（pixel）。每一個影象都包含了一定量的畫素，這些畫素決定影象在螢幕上所呈現的大小，大家如果愛好拍照或者自拍，對畫素這個詞就不會陌生。

用Pillow處理影象

Pillow是由從著名的Python影象處理庫PIL發展出來的一個分支，通過Pillow可以實現影象壓縮和影象處理等各種操作。可以使用下面的命令來安裝Pillow。

pip install pillow

Pillow中最為重要的是Image類，可以通過Image模組的open函數來讀取影象並獲得Image型別的物件。

1. 讀取和顯示影象

   from PIL import Image

   # 讀取影象獲得Image物件
   image = Image.open('guido.jpg')
   # 通過Image物件的format屬性獲得影象的格式
   print(image.format) # JPEG
   # 通過Image物件的size屬性獲得影象的尺寸
   print(image.size)   # (500, 750)
   # 通過Image物件的mode屬性獲取影象的模式
   print(image.mode)   # RGB
   # 通過Image物件的show方法顯示影象
   image.show()

2. 剪裁影象

   # 通過Image物件的crop方法指定剪裁區域剪裁影象
   image.crop((80, 20, 310, 360)).show()

3. 生成縮圖

   # 通過Image物件的thumbnail方法生成指定尺寸的縮圖
   image.thumbnail((128, 128))
   image.show()

4. 縮放和黏貼影象

   # 讀取駱昊的照片獲得Image物件
   luohao_image = Image.open('luohao.png')
   # 讀取吉多的照片獲得Image物件
   guido_image = Image.open('guido.jpg')
   # 從吉多的照片上剪裁出吉多的頭
   guido_head = guido_image.crop((80, 20, 310, 360))
   width, height = guido_head.size
   # 使用Image物件的resize方法修改影象的尺寸
   # 使用Image物件的paste方法將吉多的頭貼上到駱昊的照片上
   luohao_image.paste(guido_head.resize((int(width / 1.5), int(height / 1.5))), (172, 40))
   luohao_image.show()

5. 旋轉和翻轉

   image = Image.open('guido.jpg')
   # 使用Image物件的rotate方法實現影象的旋轉
   image.rotate(45).show()
   # 使用Image物件的transpose方法實現影象翻轉
   # Image.FLIP_LEFT_RIGHT - 水平翻轉
   # Image.FLIP_TOP_BOTTOM - 垂直翻轉
   image.transpose(Image.FLIP_TOP_BOTTOM).show()

6. 操作畫素

   for x in range(80, 310):
       for y in range(20, 360):
           # 通過Image物件的putpixel方法修改影象指定畫素點
           image.putpixel((x, y), (128, 128, 128))
   image.show()

7. 濾鏡效果

   from PIL import ImageFilter

   # 使用Image物件的filter方法對影象進行濾鏡處理
   # ImageFilter模組包含了諸多預設的濾鏡也可以自定義濾鏡
   image.filter(ImageFilter.CONTOUR).show()

使用Pillow繪圖

Pillow中有一個名為ImageDraw的模組，該模組的Draw函數會返回一個ImageDraw物件，通過ImageDraw物件的arc、line、rectangle、ellipse、polygon等方法，可以在影象上繪製出圓弧、線條、矩形、橢圓、多邊形等形狀，也可以通過該物件的text方法在影象上新增文字。

完整的程式碼如下所示。

import random

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont


def random_color():
    """生成隨機顏色"""
    red = random.randint(0, 255)
    green = random.randint(0, 255)
    blue = random.randint(0, 255)
    return red, green, blue


width, height = 800, 600
# 建立一個800*600的影象，背景色為白色
image = Image.new(mode='RGB', size=(width, height), color=(255, 255, 255))
# 建立一個ImageDraw物件
drawer = ImageDraw.Draw(image)
# 通過指定字型和大小獲得ImageFont物件
font = ImageFont.truetype('Kongxin.ttf', 32)
# 通過ImageDraw物件的text方法繪製文字
drawer.text((300, 50), 'Hello, world!', fill=(255, 0, 0), font=font)
# 通過ImageDraw物件的line方法繪製兩條對角直線
drawer.line((0, 0, width, height), fill=(0, 0, 255), width=2)
drawer.line((width, 0, 0, height), fill=(0, 0, 255), width=2)
xy = width // 2 - 60, height // 2 - 60, width // 2 + 60, height // 2 + 60
# 通過ImageDraw物件的rectangle方法繪製矩形
drawer.rectangle(xy, outline=(255, 0, 0), width=2)
# 通過ImageDraw物件的ellipse方法繪製橢圓
for i in range(4):
    left, top, right, bottom = 150 + i * 120, 220, 310 + i * 120, 380
    drawer.ellipse((left, top, right, bottom), outline=random_color(), width=8)
# 顯示影象
image.show()
# 儲存影象
image.save('result.png')

注意：上面程式碼中使用的字型檔案需要根據自己準備，可以選擇自己喜歡的字型檔案並放置在程式碼目錄下。

總結

使用Python語言做開發，除了可以用Pillow來處理影象外，還可以使用更為強大的OpenCV庫來完成圖形影象的處理，OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一個跨平臺的計算機視覺庫，可以用來開發實時影象處理、計算機視覺和圖形識別程式。在我們的日常工作中，有很多繁瑣乏味的任務其實都可以通過Python程式來處理，程式設計的目的就是讓計算機幫助我們解決問題，減少重複乏味的勞動。

以上就是Python實現影象壓縮和影象處理詳解的詳細內容，更多關於Python影象壓縮的資料請關注it145.com其它相關文章！