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Python图像处理库：学会Pillow再也不用PS啦

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转自：python专栏

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,scorezhangsan,18,98lisi,20,99wangwu,17,90jerry,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csvimport 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。
# 首先导入csvimport 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  writer.writerows(records)  
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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csvimport 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：

Image

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 csvwith 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:

Image

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

Image

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 Imageimage = 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）：

Image

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 randomfrom PIL import Imagefrom 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 Imageimage = 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：

Image

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 Imagegirl = 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()

Image

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 Imageimage = 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()

Image

最后就可以将处理后的图片进行保存了。

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