Python计算机视觉编程
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1.1 PIL：Python图像处理类库

PIL（Python Imaging Library，图像处理类库）提供了通用的图像处理功能，以及大量有用的基本图像操作，比如图像缩放、裁剪、旋转、颜色转换等。PIL是免费的，可以从http://www.pythonware.com/products/pil/下载。

利用PIL中的函数，我们可以从大多数图像格式的文件中读取数据，然后写入最常见的图像格式文件中。PIL中最重要的模块为Image。要读取一幅图像，可以使用：

from PIL import Image
pil_im = Image.open('empire.jpg')

上述代码的返回值pil_im是一个PIL图像对象。

图像的颜色转换可以使用convert()方法来实现。要读取一幅图像，并将其转换成灰度图像，只需要加上convert('L')，如下所示：

pil_im = Image.open('empire.jpg').convert('L')

在PIL文档中有一些例子，参见http://www.pythonware.com/library/pil/handbook/index.htm。这些例子的输出结果如图1-1所示。

图1-1：用PIL处理图像的例子

通过save()方法，PIL可以将图像保存成多种格式的文件。下面的例子从文件名列表（filelist）中读取所有的图像文件，并转换成JPEG格式：

from PIL import Image
import os
for infile in filelist:
  outfile = os.path.splitext(infile)[0] + ".jpg"
  if infile != outfile:
    try:
      Image.open(infile).save(outfile)
    except IOError:
      print "cannot convert", infile

PIL的open()函数用于创建PIL图像对象，save()方法用于保存图像到具有指定文件名的文件。除了后缀变为“.jpg”，上述代码的新文件名和原文件名相同。PIL是个足够智能的类库，可以根据文件扩展名来判定图像的格式。PIL函数会进行简单的检查，如果文件不是JPEG格式，会自动将其转换成JPEG格式；如果转换失败，它会在控制台输出一条报告失败的消息。

本书会处理大量图像列表。下面将创建一个包含文件夹中所有图像文件的文件名列表。首先新建一个文件，命名为imtools.py，来存储一些经常使用的图像操作，然后将下面的函数添加进去：

import os
def get_imlist(path):
""" 返回目录中所有JPG 图像的文件名列表"""

return [os.path.join(path,f) for f in os.listdir(path) if f.endswith('.jpg')]

现在，回到PIL。

使用PIL可以很方便地创建图像的缩略图。thumbnail()方法接受一个元组参数（该参数指定生成缩略图的大小），然后将图像转换成符合元组参数指定大小的缩略图。例如，创建最长边为128像素的缩略图，可以使用下列命令：

pil_im.thumbnail((128,128))

使用crop()方法可以从一幅图像中裁剪指定区域：

box = (100,100,400,400)
region = pil_im.crop(box)

该区域使用四元组来指定。四元组的坐标依次是（左，上，右，下）。PIL中指定坐标系的左上角坐标为（0，0）。我们可以旋转上面代码中获取的区域，然后使用paste()方法将该区域放回去，具体实现如下：

region = region.transpose(Image.ROTATE_180)
pil_im.paste(region,box)

要调整一幅图像的尺寸，我们可以调用resize()方法。该方法的参数是一个元组，用来指定新图像的大小：

out = pil_im.resize((128,128))

要旋转一幅图像，可以使用逆时针方式表示旋转角度，然后调用rotate()方法：

out = pil_im.rotate(45)

上述例子的输出结果如图1-1所示。最左端是原始图像，然后是灰度图像、粘贴有旋转后裁剪图像的原始图像，最后是缩略图。

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