10個Python圖像編輯工具

以下提到的這些Python工具在編輯圖像、操作圖像底層數據方面都提供了簡單直接的方法。

--ParulPandey

當今的世界充滿了數據，而圖像數據就是其中很重要的一部分。 但只有經過處理和分析，提高圖像的質量，從中提取出有效地信息，才能利用到這些圖像數據。

常見的圖像處理操作包括顯示圖像，基本的圖像操作，如裁剪、翻轉、旋轉；圖像的分割、分類、特征提取；圖像恢復；以及圖像識別等等。 Python作為一種日益風靡的科學編程語言，是這些圖像處理操作的最佳選擇。 同時，在Python生態當中也有很多可以免費使用的優秀的圖像處理工具。

下文將介紹10個可以用于圖像處理任務的Python庫，它們在編輯圖像、查看圖像底層數據方面都提供了簡單直接的方法。

scikit-image是一個結合NumPy數組使用的開源Python工具，它實現了可用于研究、教育、工業應用的算法和應用程序。 即使是對于剛剛接觸Python生態圈的新手來說，它也是一個在使用上足夠簡單的庫。 同時它的代碼質量也很高，因為它是由一個活躍的志愿者社區開發的，并且通過了同行評審(peerreview)。

scikit-image的文檔非常完善，其中包含了豐富的用例。

可以通過導入skimage使用，大部分的功能都可以在它的子模塊中找到。

圖像濾波(imagefiltering)：

使用match_template()方法實現模板匹配(templatematching)：

在展示頁面可以看到更多相關的例子。

NumPy提供了對數組的支持，是Python編程的一個核心庫。 圖像的本質其實也是一個包含像素數據點的標準NumPy數組，因此可以通過一些基本的NumPy操作（例如切片、掩膜(mask)、花式索引(fancyindexing)等），就可以從像素級別對圖像進行編輯。 通過NumPy數組存儲的圖像也可以被skimage加載并使用matplotlib顯示。

在NumPy的官方文檔中提供了完整的代碼文檔和資源列表。

使用NumPy對圖像進行掩膜(mask)操作：

像NumPy一樣，SciPy是Python的一個核心科學計算模塊，也可以用于圖像的基本操作和處理。 尤其是SciPyv1.1.0中的子模塊，它提供了在n維NumPy數組上的運行的函數。 SciPy目前還提供了線性和非線性濾波(linearandnon-linearfiltering)、二值形態學(binarymorphology)、B樣條插值(B-splineinterpolation)、對象測量(objectmeasurements)等方面的函數。

在官方文檔中可以查閱到的完整函數列表。

使用SciPy的高斯濾波對圖像進行模糊處理：

PIL(PythonImagingLibrary)是一個免費Python編程庫，它提供了對多種格式圖像文件的打開、編輯、保存的支持。 但在2009年之后PIL就停止發布新版本了。 幸運的是，還有一個PIL的積極開發的分支Pillow，它的安裝過程比PIL更加簡單，支持大部分主流的操作系統，并且還支持Python3。 Pillow包含了圖像的基礎處理功能，包括像素點操作、使用內置卷積內核進行濾波、顏色空間轉換等等。

Pillow的官方文檔提供了Pillow的安裝說明自己代碼庫中每一個模塊的示例。

使用Pillow中的ImageFilter模塊實現圖像增強：

OpenCV（OpenSourceComputerVision庫）是計算機視覺領域最廣泛使用的庫之一，OpenCV-Python則是OpenCV的PythonAPI。 OpenCV-Python的運行速度很快，這歸功于它使用C/C++編寫的后臺代碼，同時由于它使用了Python進行封裝，因此調用和部署的難度也不大。 這些優點讓OpenCV-Python成為了計算密集型計算機視覺應用程序的一個不錯的選擇。

入門之前最好先閱讀OpenCV2-Python-Guide這份文檔。

使用OpenCV-Python中的金字塔融合(PyramidBlending)將蘋果和橘子融合到一起：

SimpleCV是一個開源的計算機視覺框架。 它支持包括OpenCV在內的一些高性能計算機視覺庫，同時不需要去了解位深度(bitdepth)、文件格式、色彩空間(colorspace)之類的概念，因此SimpleCV的學習曲線要比OpenCV平緩得多，正如它的口號所說，“將計算機視覺變得更簡單”。 SimpleCV的優點還有：

官方文檔簡單易懂，同時也附有大量的學習用例。

文檔包含了安裝介紹、示例以及一些Mahotas的入門教程。

Mahotas力求使用少量的代碼來實現功能。例如這個FindingWally游戲：

ITK（InsightSegmentationandRegistrationToolkit）是一個為開發者提供普適性圖像分析功能的開源、跨平臺工具套件，SimpleITK則是基于ITK構建出來的一個簡化層，旨在促進ITK在快速原型設計、教育、解釋語言中的應用。 SimpleITK作為一個圖像分析工具包，它也帶有大量的組件，可以支持常規的濾波、圖像分割、圖像配準(registration)功能。 盡管SimpleITK使用C++編寫，但它也支持包括Python在內的大部分編程語言。

有很多JupyterNotebooks用例可以展示SimpleITK在教育和科研領域中的應用，通過這些用例可以看到如何使用Python和R利用SimpleITK來實現交互式圖像分析。

使用Python+SimpleITK實現的CT/MR圖像配準過程：

pgmagick是使用Python封裝的GraphicsMagick庫。 GraphicsMagick通常被認為是圖像處理界的瑞士軍刀，因為它強大而又高效的工具包支持對多達88種主流格式圖像文件的讀寫操作，包括DPX、GIF、JPEG、JPEG-2000、PNG、PDF、PNM、TIFF等等。

pgmagick的GitHub倉庫中有相關的安裝說明、依賴列表，以及詳細的使用指引。

圖像縮放：

邊緣提取：

Cairo是一個用于繪制矢量圖的二維圖形庫，而Pycairo是用于Cairo的一組Python綁定。 矢量圖的優點在于做大小縮放的過程中不會丟失圖像的清晰度。 使用Pycairo可以在Python中調用Cairo的相關命令。

Pycairo的GitHub倉庫提供了關于安裝和使用的詳細說明，以及一份簡要介紹Pycairo的入門指南。

使用Pycairo繪制線段、基本圖形、徑向漸變(radialgradients)：

以上就是Python中的一些有用的圖像處理庫，無論你有沒有聽說過、有沒有使用過，都值得試用一下并了解它們。

作者：ParulPandey選題：lujun9972譯者：HankChow校對：wxy

Python語言官方的參考手冊鐘，介紹了與Python一同發行的標準庫。

文本處理服務

string?---常見的字符串操作

re?---正則表達式操作

difflib?---計算差異的輔助工具

textwrap?---文本自動換行與填充

unicodedata?---Unicode數據庫

stringprep?---因特網字符串預備

readline?---GNUreadline接口

rlcompleter?---GNUreadline的補全函數

二進制數據服務

struct?---將字節串解讀為打包的二進制數據

codecs?---編解碼器注冊和相關基類

數據類型

zoneinfo?---IANA時區支持

calendar?---日歷相關函數

collections?---容器數據類型

?---容器的抽象基類

heapq?---堆隊列算法

bisect?---數組二分查找算法

array?---高效的數值數組

weakref?---弱引用

types?---動態類型創建和內置類型名稱

copy?---淺層(shallow)和深層(deep)復制操作

pprint?---數據美化輸出

reprlib?---另一種?repr()?實現

enum?---對枚舉的支持

graphlib?---操作類似圖的結構的功能

數字和數學模塊

numbers?---數字的抽象基類

math?---數學函數

cmath?---關于復數的數學函數

decimal?---十進制定點和浮點運算

fractions?---分數

random?---生成偽隨機數

statistics?---數學統計函數

函數式編程模塊

itertools?---為高效循環而創建迭代器的函數

functools?---高階函數和可調用對象上的操作

Operator?---標準運算符替代函數

文件和目錄訪問

pathlib?---面向對象的文件系統路徑

?---常用路徑操作

fileinput?---迭代來自多個輸入流的行

stat?---解析?stat()?結果

filecmp?---文件及目錄的比較

tempfile?---生成臨時文件和目錄

glob?---Unix風格路徑名模式擴展

fnmatch?---Unix文件名模式匹配

linecache?---隨機讀寫文本行

shutil?---高階文件操作

數據持久化

pickle?---Python對象序列化

copyreg?---注冊配合?pickle?模塊使用的函數

shelve?---Python對象持久化

marshal?---內部Python對象序列化

dbm?---Unix數據庫接口

sqlite3?---SQLite數據庫DB-API2.0接口模塊

數據壓縮和存檔

zlib?---與?gzip?兼容的壓縮

gzip?---對?gzip?格式的支持

bz2?---對?bzip2?壓縮算法的支持

lzma?---用LZMA算法壓縮

zipfile?---使用ZIP存檔

tarfile?---讀寫tar歸檔文件

文件格式

csv?---CSV文件讀寫

configparser?---配置文件解析器

tomllib?---ParseTOMLfiles

netrc?---netrc文件處理

plistlib?---生成與解析Apple??文件

加密服務

hashlib?---安全哈希與消息摘要

hmac?---基于密鑰的消息驗證

secrets?---生成管理密碼的安全隨機數

通用操作系統服務

os?---多種操作系統接口

io?---處理流的核心工具

time?---時間的訪問和轉換

argparse?---命令行選項、參數和子命令解析器

getopt?---C風格的命令行選項解析器

logging?---Python的日志記錄工具

?---日志記錄配置

?---日志處理程序

getpass?---便攜式密碼輸入工具

curses?---終端字符單元顯示的處理

?---用于curses程序的文本輸入控件

?---用于ASCII字符的工具

?---curses的面板棧擴展

platform?---獲取底層平臺的標識數據

errno?---標準errno系統符號

ctypes?---Python的外部函數庫

并發執行

threading?---基于線程的并行

multiprocessing?---基于進程的并行

_memory?---Sharedmemoryfordirectaccessacrossprocesses

concurrent?包

?---啟動并行任務

subprocess?---子進程管理

sched?---事件調度器

queue?---一個同步的隊列類

contextvars?---上下文變量

_thread?---底層多線程API

網絡和進程間通信

asyncio?---異步I/O

socket?---底層網絡接口

ssl?---套接字對象的TLS/SSL包裝器

select?---等待I/O完成

selectors?---高級I/O復用庫

signal?---設置異步事件處理程序

mmap?---內存映射文件支持

互聯網數據處理

email?---電子郵件與MIME處理包

json?---JSON編碼和解碼器

mailBox?---操作多種格式的郵箱

mimetypes?---映射文件名到MIME類型

base64?---Base16,Base32,Base64,Base85數據編碼

binascii?---二進制和ASCII碼互轉

quopri?---編碼與解碼經過MIME轉碼的可打印數據

結構化標記處理工具

html?---超文本標記語言支持

?---簡單的HTML和XHTML解析器

?---HTML一般實體的定義

XML處理模塊

?---ElementTreeXMLAPI

?---文檔對象模型API

?---最小化的DOM實現

?---支持構建部分DOM樹

?---支持SAX2解析器

?---SAX處理句柄的基類

?---SAX工具集

?---用于XML解析器的接口

?---使用Expat的快速XML解析

互聯網協議和支持

webbrowser?---方便的Web瀏覽器控制工具

wsgiref?---WSGI工具和參考實現

urllib?---URL處理模塊

?---用于打開URL的可擴展庫

?---urllib使用的Response類

?用于解析URL

?引發的異常類

?語法分析程序

http?---HTTP模塊

?---HTTP協議客戶端

ftplib?---FTP協議客戶端

poplib?---POP3協議客戶端

imaplib?---IMAP4協議客戶端

smtplib?---SMTP協議客戶端

uuid?---?RFC4122?定義的UUID對象

socketServer?---用于網絡服務器的框架

?---HTTP服務器

?---HTTP狀態管理

?——HTTP客戶端的Cookie處理

xmlrpc?---XMLRPC服務端與客戶端模塊

?---XML-RPC客戶端訪問

?---基本XML-RPC服務器

ipaddress?---IPv4/IPv6操作庫

多媒體服務

wave?---讀寫WAV格式文件

colorsys?---顏色系統間的轉換

國際化

gettext?---多語種國際化服務

locale?---國際化服務

程序框架

turtle?---海龜繪圖

cmd?---支持面向行的命令解釋器

shlex?——簡單的詞法分析

Tk圖形用戶界面(GUI)

tkinter?——Tcl/Tk的Python接口

?---顏色選擇對話框

?---Tkinter字體封裝

Tkinter對話框

?---Tkinter消息提示

?---滾動文字控件

?---拖放操作支持

?---Tk風格的控件