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本章讲解操作和处理图像的基础知识，将通过大量示例介绍处理图像所需的Python 工具包，并介绍用于读取图像、图像转换和缩放、计算导数、画图和保存结果等的基本工具。这些工具的使用将贯穿本书的剩余章节。 1.1 PIL：Python图像处理类库 PIL（Python Imaging Library Python，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 1.1.1 转换图像格式 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。 1.1.2 创建缩略图 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)) 1.1.3 复制和粘贴图像区域 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) 1.1.4 调整尺寸和旋转 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。