Python图像处理库：学会Pillow再也不用PS啦

落日映苍穹つ 2024-02-05 11:38 38阅读 0赞

在Python数据分析中，最常用的两种数据文件一个是Excel，还有一个就是csv文件了。当然如果数据量比较大的话，数据库就是必不可少的。

本篇文章我们不讨论数据库的知识点，我们给大家带来的是数据文件csv的操作。

### **csv文件** ###

CSV文件：Comma-Separated Values，中文叫逗号分隔值或者字符分割值，其文件以纯文本的形式存储表格数据。可以把它理解为一个表格，只不过这个表格是以纯文本的形式显示的，单元格与单元格之间，默认使用逗号进行分隔；每行数据之间，使用换行进行分隔。

形如这样的文件：

name,age,score
    zhangsan,18,98
    lisi,20,99
    wangwu,17,90
    jerry,19,95

### **csv文件写入列表数据** ###

Python中的csv模块，提供了相应的函数，可以让我们很方便的读写csv文件。

# 首先导入csv
    import csv
    
    # 向csv文件中写入的数据
    records = [ 
      ['4月01日', '17:00',  'IG PK RA'],
      ['4月02日', '17:00',  '苏州LGN PK SN'],
      ['4月03日', '17:00',  'FPX PK RA'],
      ['4月04日', '17:00',  'SN PK 西安WE'], 
      ['4月05日', '17:00',  '北京JDG PK FPX'],
      ['4月06日', '17:00',  'SN PK TES']
    ]
    
    # 以写入方式打开一个csv文件
    with open('electronic_sports.csv','w') as stream:
    
      # 调用writer方法，传入csv文件对象，得到的结果是一个CSVWriter对象
        writer = csv.writer(stream)
        # 调用CSVWriter对象的writerow方法，一行行的写入数据
        for record in records:
          writer.writerow(record)

在写入的时候有可能中文出现乱码，解决方式就是在使用open打开的时候添加一个关键字参数encoding=‘utf-8’：

open('electronic_sports.csv','w',encoding='utf-8')

但是写入的数据内入如下(注意windows操作系统文件的格式是在一行的)：

windows系统的换行问题也是需要在open里面添加一个newline=""的关键字参数。即

open('electronic_sports.csv','w',encoding='utf-8',newline="")

还有一个更加简便的写入多行的方式就是调用writerows()方法，这样就不用使用循环for每行遍历了。

### **csv文件写入字典数据** ###

如果我们操作的数据是字典格式的，比如：

records = [{'date':'4月01日', 'time':'17:00',  'adversary':'IG PK RA'},
    {'date':'4月01日', 'time':'17:00',  'adversary':'IG PK RA'},
    {'date':'4月02日', 'time':'18:00',  'adversary':'苏州LGN PK SN'},
    {'date':'4月03日', 'time':'17:00',  'adversary':'SN PK 西安WE'},
    {'date':'4月04日', 'time':'16:00',  'adversary':'北京JDG PK FPX'},
    {'date':'4月05日', 'time':'19:00',  'adversary':'SN PK TES'}]

我们就需要换一种写入方式：

# 首先导入csv
    import csv
    
    # 向csv文件中写入的数据
    records = [{'date':'4月01日', 'time':'17:00',  'adversary':'IG PK RA'},
    {'date':'4月01日', 'time':'17:00',  'adversary':'IG PK RA'},
    {'date':'4月02日', 'time':'18:00',  'adversary':'苏州LGN PK SN'},
    {'date':'4月03日', 'time':'17:00',  'adversary':'SN PK 西安WE'},
    {'date':'4月04日', 'time':'16:00',  'adversary':'北京JDG PK FPX'},
    {'date':'4月05日', 'time':'19:00',  'adversary':'SN PK TES'}]
    
    # 以写入方式打开一个csv文件
    with open('electronic_sports.csv','w',encoding='utf-8',newline="") as stream:
    
      # 调用writer方法，传入csv文件对象，得到的结果是一个CSVWriter对象
        writer = csv.DictWriter(stream,fieldnames=['date','time','adversary'])
        # 写入头部内容
        writer.writeheader()
        for record in redords:
          # 调用CSVWriter对象的writerow方法，一行行的写入数据
          writer.writerows(record)

office打开之后就是如图所示：

![图片][d80dcb63ce1df7157e8b099b9175edf4.png]

### **csv文件的读操作** ###

我们还可以读出一个csv文件的内容，但是使用的方法是reader()，该方法返回的结果是一个生成器reader对象，所以需要遍历输出

import csv
    
    # 以读取方式打开一个csv文件
    with open('electronic_sports.csv','r') as stream:
      # 调用csv模块的reader方法，得到的结果是一个可迭代对象
      reader = csv.reader(stream)
      # 对结果进行遍历，获取到结果里的每一行数据
      for row in reader:
          print(row)

而字典的读也是类似的，只不过在遍历的时候需要通过row获取一下

import csv
    with open('electronic_sports1.csv','r') as csvfile:
        reader = csv.DictReader(csvfile)
        print(reader)
        for row in reader:
            print(row['date'],row['time'],row['adversary'])

### **Pillow图像操作** ###

Pillow属于第三方库，所以需要单独下载一下：

pip install pillow

Pillow库安装成功后，我们就可以对图片进行各种处理了，比如裁剪、旋转等等。导包时要用PIL来导入，而不能用pillow或Pillow。

import PIL from PIL import Image

在Pillow库中，除了有二十多个模块，还支持非常多的插件。其中最常用的是Image模块，而其他很多模块都是在Image模块的基础上对图像做进一步的特殊处理，Image模块中会导入部分来使用。

我们对图片的操作是离不开 Image 模块的，当然在操作的过程中也需要也离不开 ImageColor，ImageDraw 和ImageFont等

Image模块的常用方法：

**1.导入和简单的文件读取**

open()

PIL.Image.open(fp, mode='r', formats=None)

open(fp, mode='r')：打开一张图片，是Image模块中的函数。如果图片与当前代码在同一目录下，可以只写图片的文件名，其他情况需要拼接图片的路径。mode默认为'r'。我们通过代码打开刘亦菲的图片看一看

# 步骤一:导入
    from PIL import Image
    # 步骤二: 打开图像
    im = Image.open("刘亦菲.jpg")
    # 步骤三: 显示图像
    im.show()

image对象往往会配合show方法打开图片:

![图片][239027ab942a44dfcaa8b09112188c48.png]

show() 方法 ：调用图片显示软件打开图片。打开后程序会阻塞，需要手动关闭（就是弹出来的框需要手动关闭）

如果需要查看类似图像大小，格式之类的属性，可以通过image对象来查看，比如上面的刘亦菲的图片

# 步骤一:导入
    from PIL import Image
    # 步骤二: 打开图像
    im = Image.open("刘亦菲.jpg")
    
    print('size: ', im.size)
    print('mode: ', im.mode)
    print('format: ', im.format)

其中属性:

size属性是一个tuple，表示图像的宽和高（单位为像素）

format属性定义了图像的格式，如果图像不是从文件打开的，那么该属性值为None；

mode属性为表示图像的模式，常用的模式为：L为灰度图，RGB为真彩色，CMYK为pre-press图像

![图片][d64a82539a18d158e12c45f2ce369f6b.png]

**convert()函数**

模式变换需要用到convert('对应的模式')，代码如下：

from PIL import Image
     
     # 演示几个模式进行对比即可
    image = Image.open("刘亦菲.jpg")
    print(image.mode)
    image1 = image.convert('1')
    print(image1.mode)
    # image1.show()
    image_l = image.convert('L')
    print(image_l.mode)
    # image_l.show()
    image_p = image.convert('P')
    print(image_p.mode)
    image_p.show()
    image_p = image.convert('HSV')
    print(image_p.mode)
    image_p.show()
    image_p = image.convert('RGB')
    print(image_p.mode)
    image_p.show()

convert(self, mode=None, matrix=None, dither=None, palette=WEB, colors=256): 将图片转换为指定的模式，并且返回转换后的图片副本。如果不指定模式，则自动选择一种能保留图片所有信息且不使用调色板的模式(通常的结果是不转换)。mode就是我们想要转换的模式，比如：mode= 'L', mode='RGB'等

matrix，转换矩阵。传入该参数时，应该传入由浮点数构成的元组，元组长度为4或12。matrix只支持从少数模式转换成'L'或'RGB'。

**new()函数**

那除了打开现有的图片，我们还可以使用new新建一个image对象

new(mode, size, color=0): 创建一张图片(画布)，用于绘图，是Image模块中的函数.

1.mode，图片的模式，如“RGB”(red,green,blue三原色的缩写，真彩图像)、“L”(灰度，黑白图像)等。

2.size，图片的尺寸。是一个长度为2的元组(width, height)，表示的是像素大小。

3.color，图片的颜色，默认值为0表示黑色。可以传入长度为3的元组表示颜色，也可以传入颜色的十六进制，在版本1.1.4后，还可以直接传入颜色的英文单词，如上面代码中的(0, 0, 255)可以换成‘\#0000FF’或‘blue’，都是表示蓝色。

from PIL import Image
     
    image = Image.new('RGB', (220, 150), (65, 122, 255))
    image.show()

这时显示的的是一个如下图的图片（图片查看器打开之后的样子）：

![图片][38f7df406640d1dacbecb483658c989f.png]

可以跟new()结合使用的就是画画，比如我们常用的随机验证码就是用这个绘制出来的。

但是在绘制过程中我们会用到ImageDraw模块，ImageFont，ImageFilter模块等。我们来看一下吧（代码有点长～～～）！

import random
    from PIL import Image
    from PIL import ImageDraw,ImageFont,ImageFilter
    
    def get_color():
        red = random.randint(0, 256)
        green = random.randint(0, 256)
        blue = random.randint(0, 256)
        return (red, green, blue)
    
    def get_code(lenght):
        s = '1234567890qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmQWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM'
        code = ''
        for i in range(lenght):
            code += random.choice(s)
    
        return code
    
    def draw_code():
        # 指定画布的长度和宽度
        width = 120
        height = 40
        image_size = (width, height)
        
        # 定义画布
        image = Image.new('RGB', image_size, get_color())
        # 定义画笔
        draw = ImageDraw.Draw(image)
    
        # 产生验证码
        code = get_code()
       
        # 指定字体和字体大小,指定使用的字体tahoma.ttf，是从windows的fonts中复制的一种字体。
        myfont = ImageFont.truetype(font='tahoma.ttf', size=30)
        
        # 逐个绘制验证码字符
        for i in range(4):
            # 每绘制一个字符，x轴的位置要改变，y轴的可以不变
            distance_x = random.randint(30 * i, 30 * i + 5)  # [0,10]
            distance_y = random.randint(0, 5)
            draw.text((distance_x, distance_y), code[i], font=myfont, fill=get_color())
    
        # 绘制干扰线
        for i in range(10):
            # 指定起始和结束位置
            begin = (random.randint(0, width), random.randint(0, height))
            end = (random.randint(0, width), random.randint(0, height))
            # 使用画笔绘制起始和结束位置，并通过fill指定颜色
            draw.line((begin, end), fill=get_color())
    
        # 绘制干扰点
        for i in range(20):
            draw.point((random.randint(0, width), random.randint(0, height)), fill=get_color())
    
        # 滤镜，边界加强
        image = image.filter(ImageFilter.EDGE_ENHANCE_MORE)
        image.show()

代码中使用到了：

PIL.ImageDraw.Draw(im, mode=None) 创建可用于绘制给定图像的对象。

参数

*  im -- 要绘制的图像。
 *  mode -- 用于颜色值的可选模式。对于RGB图像，此参数可以是RGB或RGBA（将图形混合到图像中）。对于所有其他模式，此参数必须与图像模式相同。如果忽略，则模式默认为图像的模式。

PIL.ImageFont.load(filename) 从文件或类似文件的对象加载TrueType或OpenType字体，然后创建字体对象。

此函数从给定的文件或类似文件的对象加载字体对象，并为给定大小的字体创建字体对象。

参数

*  font -- 包含TrueType字体的文件名或类似文件的对象。如果在此文件名中找不到该文件，加载程序还可以在其他目录中搜索，例如 fonts/ Windows上的目录或 /Library/Fonts/ ， /System/Library/Fonts/ 和 ~/Library/Fonts/ 关于MaOS.
 *  size -- 请求的大小，以磅为单位。

ImageFilter模块包含一组预定义的筛选器的定义，比如有一组预定义的图像增强过滤器

### **图片的裁剪crop和缩放resize** ###

crop(box=None)：裁剪图片，返回裁剪区域的图片。box表示裁剪的区域，传入长度为4的元组(x0, y0, x1, y1)，不传默认为拷贝原图，如果裁剪的区域超过了原图的区域，超出部分用像素格填充。

resize(size, resample=BICUBIC, box=None, reducing\_gap=None)：缩放图片，返回缩放后的图片副本。

from PIL import Image
     
     
    image = Image.open("刘亦菲1.jpg")
    print(image.size)
    image_crop = image.crop(box=(300, 300, 800, 700))
    image_crop.show()
    print('before resize: ', image.size)
    image_resize = image.resize((350,350), resample=Image.LANCZOS, box=(70,35,460,345) ,reducing_gap=5.0)
    print('after resize: ', image_resize.size)
    image_resize.show()

对比图：

![图片][b97b96aad5bc7058e0b81f9257504c78.png]

### **图片的旋转rotate和保存** ###

rotate(angle, resample=NEAREST, expand=0, center=None, translate=None, fillcolor=None): 对图片进行旋转，返回一张旋转后的图片副本。有6个参数。

*  angle, 旋转的角度。这个参数是一个必传参数，按角度制计算，按逆时针方向旋转。
 *  resample, **重采样，是一个可选的重采样过滤器。**可以传入Image.NEAREST, Image.BILINEAR, Image.BICUBIC（三个依次是越来越清晰）。默认为Image.NEAREST出来的图片不太清晰。
 *  expand, 可扩展性。传入数字0或1，表示布尔值，默认为0。如果值为0，对图片旋转后，返回图片的尺寸与原图尺寸一样。如果值为1，则旋转后，返回图片的尺寸会根据旋转角度自动调整(如果旋转中心保持默认和没有进行平移，则返回图片中可以看到完整的原图)。
 *  center, 旋转的中心。传入长度为2的元组(x, y)，表示旋转中心的像素点。默认为原图的几何中心。
 *  translate, 平移的坐标。传入长度为2的元组(x, y)，将原图按(x, y)进行平移，默认为(0, 0)。
 *  fillcolor, 填充颜色。

from PIL import Image
     
     
    girl = Image.open('刘亦菲1.jpg')
    girl = girl.resize((375,470))
    image = girl.rotate(15, resample = Image.BICUBIC, center=(150, 210), expand=1, translate=(30, 30), fillcolor='#E4C8C4')  # 
    print(image.size)
    image.show()

![图片][c5adb365ca5e4a02981223307f43969a.png]

除了使用show()我们还可以使用save()进行本地化保存。

在给定文件名下保存此图像。如果未指定格式，则可以从文件扩展名确定要使用的格式（如果可能）。

Image.save(fp, format=None, \*\*params)

*  fp -- 文件名（字符串）、pathlib.path对象或文件对象。
 *  format -- 可选格式替代。如果省略，则使用的格式由文件扩展名决定。如果使用的是文件对象而不是文件名，则应始终使用此参数。
 *  params -- 图像编写器的额外参数。

image.save('保存路径')

除了旋转我们还可以转置和翻转

transpose(method): 转置或翻转图片，返回转置后的图片副本。

method可以传入Image.FLIP\_LEFT\_RIGHT（左右转置），Image.FLIP\_TOP\_BOTTOM（上下转置），Image.ROTATE\_90（旋转90度），Image.ROTATE\_180（旋转180度）, Image.ROTATE\_270（旋转270度），Image.TRANSPOSE（先左右倒置然后逆时针旋转90度），Image.TRANSVERSE（先左右倒置然后顺时针旋转90度）。这些方法都是旋转90度和翻转组合的结果。

from PIL import Image
     
     
    image = Image.open("刘亦菲1.jpg")
    image1 = image.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT)
    image1.show()
    image2 = image.transpose(Image.FLIP_TOP_BOTTOM)
    image2.show()
    image3 = image.transpose(Image.ROTATE_180)
    image3.show()
    image4 = image.transpose(Image.TRANSVERSE)
    image4.show()
    image4 = image.transpose(Image.TRANSPOSE)
    image4.show()

![图片][3d46bdf9af2d29b2b62f499e1daeab31.png]

最后就可以将处理后的图片进行保存了。

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