Библиотека изображений Python, или PIL (Python Imaging Library) нужна для обработки графики в Python. Фредрик Лунд является автором одного из лучших блогов, посвященных Python. Однако он перестал обновляться в далеком 2009 году, незадолго до последнего релиза PIL. К счастью, нашлись разработчики Python, что подхватили проект, создав форк PIL под названием Pillow. Pillow стал заменой оригинальной библиотеки PIL. Он также поддерживает Python 3, чего PIL так и не достиг.
Содержание статьи
- Установка Pillow в Python
- Открытие изображения в Python с Pillow
- Получение информации об изображении через Pillow
- Обрезка изображений через Pillow (crop)
- Поворачивание изображения — метод rotate() Pillow
- Отображение картинки в Tkinter Python
- Загрузка изображения из URL в Pillow
- Создание рисунка в Pillow
- ImageFont — Пишем текст на изображение используя Pillow
- Использование фильтров в Pillow
- Конвертирование из JPG в PNG пример Pillow
- Создаем черно-белое изображение GrayScale в Pillow
- Изменение размера изображения в Pillow resize()
Обратите внимание на то, что PIL и Pillow не могут быть установлены одновременно. В документации есть определенные предупреждения, где перечисляются различия между PIL и Pillow. Они обновляются время от времени, поэтому лучше ознакомиться с последними изменениями на официальной странице.
Изображения которые используются в уроке:
Установка Pillow в Python
Установить Pillow в Python можно через pip или easy_install. Установка через pip выполняется следующим образом:
|
1 |
pip3 install pillow |
Обратите внимание, что при работа на Linux или Mac может потребоваться запускать команду через sudo т.е. от имени администратора.
Открытие изображения в Python с Pillow
Через Pillow можно легко открыть изображение и отобразить его на экране через внешнюю программу. Взглянем на пример:
|
1 2 3 4 |
from PIL import Image image = Image.open('jelly.jpg') image.show() |
Метод show() в основном используется для отладки. В примере импортируется модуль Image и открывается указанное изображение. На Unix метод открытия сохраняет изображения во временном PPM файле и открывает его через утилиту xv. К примеру, на установленной у меня системе Linux картинка открывается через ImageMagick. На Windows изображение сохранится во временной файле BMP и откроется через простую программу вроде Paint.
Получение информации об изображении через Pillow
С помощью Pillow также можно получить подробную информацию об изображении. Рассмотрим небольшой пример:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 |
>>> from PIL import Image >>> image = Image.open('jelly.jpg') >>> r, g, b = image.split() >>> histogram = image.histogram() [384761, 489777, 557209, 405004, 220701, 154786, 55807, 35806, 21901, 16242] >>> exif = image._getexif() exif {256: 1935, 257: 3411, 271: u'Panasonic', 272: u'DMC-LX7', 274: 1, 282: (180, 1), 283: (180, 1), 296: 2, 305: u'PaintShop Pro 14.00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00', 306: u'2016:08:21 07:54:57', 36867: u'2016:08:21 07:54:57', 36868: u'2016:08:21 07:54:57', 37121: '\x01\x02\x03\x00', 37122: (4, 1), 37381: (124, 128), 37383: 5, 37384: 0, 37385: 16, 37386: (47, 10), 40960: '0100', 40961: 1, 40962: 3968, 40963: 2232, 41495: 2, 41728: '\x03', 41729: '\x01', 41985: 0, 41986: 0, 41987: 0, 41988: (0, 10), 41989: 24, 41990: 0, 41991: 0, 41992: 0, 41993: 0, 41994: 0} |
В данном примере показано, как извлечь значение RGB (red, green, blue) изображения. Также показано, как получить гистограмму изображения. Обратите внимание, что здесь вывод немного урезан, изначально он был намного больше. Вы можете построить график гистограммы, используя другой пакет Python — matplotlib.
Приведенный выше пример демонстрирует, как извлечь информацию EXIF из изображения. Опять же, здесь вывод этого метода несколько сокращен, поскольку он содержит слишком много информации, которая не имеет особого значения для статьи.
Обрезка изображений через Pillow (crop)
Pillow также можно использовать для обрезки изображения. Это довольно легкий процесс, хотя он постигается методом проб и ошибок. Попробуем обрезать нашу картинку с медузой через Image.crop():
|
1 2 3 4 5 |
from PIL import Image image = Image.open('jelly.jpg') cropped = image.crop((0, 80, 200, 400)) cropped.save('/path/to/photos/cropped_jelly.png') |
Обратите внимание, здесь просто нужно открыть изображение, после чего вызвать метод crop(). Потребуется передать координаты x/y того, что нужно обрезать, например (x1, y1, x2, y2).
В Pillow пиксель 0 является верхним левым уровнем. С увеличением значения x идет смещение вправо. С увеличением значения y идет смещение вниз. После запуска вышеуказанного кода будет получено следующее изображение:
Довольно унылый результат. Я ведь хотел получить «голову» медузы. Для быстрого получения правильных координат можно использовать Gimp или Photoshop. Он поможет определить координаты для следующего обрезания.
|
1 2 3 4 5 |
from PIL import Image image = Image.open('jelly.jpg') cropped = image.crop((177, 882, 1179, 1707)) cropped.save('/path/to/photos/cropped_jelly2.png') |
При запуске кода результатом станет следующее обрезанное изображение:
Намного лучше!
Программа обрезает картинку, после чего новая версия сохраняется на диск. Метод crop() принимает кортерж с четырьмя элементами, которые представляют координаты пикселей (левый верхний, правый верхний, левый нижний, правый нижний).
Поворачивание изображения — метод rotate() Pillow
Image.rotate() возвращает развернутую копию изображения.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
from PIL import Image import sys try: tatras = Image.open("tatras.jpg") except IOError: print("Unable to load image") sys.exit(1) rotated = tatras.rotate(180) rotated.save('tatras_rotated.jpg') |
Данная программа поворачивает изображения на 180 градусов и сохраняет файл результат в виде новой картинки на диск.
Отображение картинки в Tkinter Python
Следующий код нужен для отображения картинки в программе Tkinter.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 |
#!/usr/bin/python3 # -*- coding: utf-8 -*- from PIL import Image, ImageTk from tkinter import Tk from tkinter.ttk import Frame, Label import sys class Example(Frame): def __init__(self): super().__init__() self.loadImage() self.initUI() def loadImage(self): try: self.img = Image.open("tatrs.jpg") except IOError: print("Unable to load image") sys.exit(1) def initUI(self): self.master.title("Label") tatras = ImageTk.PhotoImage(self.img) label = Label(self, image=tatras) # reference must be stored label.image = tatras label.pack() self.pack() def setGeometry(self): w, h = self.img.size self.master.geometry(("%dx%d+300+300") % (w, h)) def main(): root = Tk() ex = Example() ex.setGeometry() root.mainloop() if __name__ == '__main__': main() |
Программа показывает картинку в виджет label тулкит от Tkinter.
|
1 |
from PIL import Image, ImageTk |
ImageTk является изображением, совместимым с Tkinter. Может использоваться везде, где Tkinter ожидает получения объекта изображения.
|
1 |
tatras = ImageTk.PhotoImage(self.img) |
Здесь мы создаем изображение.
|
1 |
label = Label(self, image=tatras) |
Изображению передаются параметру image виджета label.
|
1 |
label.image = tatras |
Во избежание скапливания мусора отсылки на изображения должны сохраняться.
|
1 2 |
w, h = self.img.size self.master.geometry(("%dx%d+300+300") % (w, h)) |
Размер окна совпадает с размером изображения.
Загрузка изображения из URL в Pillow
В следующем примере показано, как получить изображение, указав его URL адрес.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
from PIL import Image import requests import sys url = 'https://i.ytimg.com/vi/vEYsdh6uiS4/maxresdefault.jpg' try: resp = requests.get(url, stream=True).raw except requests.exceptions.RequestException as e: sys.exit(1) try: img = Image.open(resp) except IOError: print("Unable to open image") sys.exit(1) img.save('sid.jpg', 'jpeg') |
Код читает изображение через его URL и сохраняет его на диск.
|
1 |
import requests |
Мы используем библиотеку requests для загрузки изображения.
|
1 |
resp = requests.get(url, stream=True).raw |
Изображение читается как данные raw.
|
1 |
img = Image.open(resp) |
Картинка создается из ответного объекта response.
|
1 |
img.save('sid.jpg', 'jpeg') |
И в конечном итоге изображение сохраняется.
Создание рисунка в Pillow
У Pillow есть базовые возможности для создания 2D графики. Модуль ImageDraw предоставляет простую 2D графику для объектов Image. Мы можем создавать новые изображения, аннотации к ним, ретушировать существующие фото, а также сразу генерировать графику для веб.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
from PIL import Image, ImageDraw # Создаем белый квадрат img = Image.new('RGBA', (200, 200), 'white') idraw = ImageDraw.Draw(img) idraw.rectangle((10, 10, 100, 100), fill='blue') img.save('rectangle.png') |
В примере создается новое изображение, на котором нарисован голубой прямоугольник поверх белого фона.
|
1 |
img = Image.new('RGBA', (200, 200), 'white') |
Создается новое изображение, у которого режим «RGBA», размер 200х200 и белый фон.
|
1 |
idraw = ImageDraw.Draw(img) |
Из картинки создается объект ImageDraw. Теперь на нем можно что-то нарисовать.
|
1 |
idraw.rectangle((10, 10, 100, 100), fill='blue') |
С помощью метода rectangle() на площади созданного изображения мы нарисовали голубой прямоугольник.
ImageFont — Пишем текст на изображение используя Pillow
В следующем коде показано, как в Python можно написать текст на изображении с помощью Pillow.
На сайте есть отдельная статья по нанесению водяного знака на изображение:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont import sys try: tatras = Image.open("tatras.jpg") except: print("Unable to load image") sys.exit(1) idraw = ImageDraw.Draw(tatras) text = "High Tatras" font = ImageFont.truetype("arial.ttf", size=18) idraw.text((10, 10), text, font=font) tatras.save('tatras_watermarked.png') |
Для создания рисунка используется модуль ImageDraw.
|
1 |
font = ImageFont.truetype("arial.ttf", size=18) |
Создается шрифт Arial с размером 18.
|
1 |
idraw.text((10, 10), text, font=font) |
Сам текст наносится через метод text(). По умолчанию цвет шрифта белый.
Использование фильтров в Pillow
Оригинальное изображение с медузой
Pillow позволяет использовать множество различных фильтров для обработки изображения. Они являются частью модуля ImageFilter. Давайте рассмотрим несколько примеров использования метода filter():
|
1 2 3 4 5 6 |
from PIL import ImageFilter from PIL import Image image = Image.open('jelly.jpg') blurred_jelly = image.filter(ImageFilter.BLUR) blurred_jelly.save('/path/to/photos/blurry_jelly.png') |
Программа берет определенное изображение, создает на его основе размытую картинку, используя ImageFilter.BLUR, и сохраняет полученный результат на диск с помощью метода save(). Итоговое фото со слегка размытой медузой:
Размытая картинка с медузой
Однако в подобающем большинстве случаев размывать изображение нет нужды, наоборот — требуется увеличить резкость. Pillow меняет резкость картинки следующим образом:
|
1 2 3 4 5 6 |
from PIL import ImageFilter from PIL import Image image = Image.open('/path/to/photos/jelly.jpg') blurred_jelly = image.filter(ImageFilter.SHARPEN) blurred_jelly.save('/path/to/photos/sharper_jelly.png') |
Результат после запуска кода выше:
Картинка с медузой после применения фильтра резкости
Кроме того, для увеличения резкости фотографий в Python можно использовать модуль ImageEnhance.
Можно использовать и другие фильтры — DETAIL, EDGE_ENHANCE, EMBOSS, SMOOTH и так далее. В коде для одного изображения также можно одновременно использовать несколько фильтров.
Для сравнения эффектов от использования фильтров можете скачать изображения, которые были представлены в примерах выше.
Конвертирование из JPG в PNG пример Pillow
В Python Pillow метод save() позволяет конвертировать изображение в другой формат.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
from PIL import Image import sys try: tatras = Image.open("tatras.jpg") except IOError: print("Unable to load image") sys.exit(1) tatras.save('tatras.png', 'png') |
Программа считывает изображение JPG и конвертирует его в PNG формат. Это делает в следующей строчке:
|
1 |
tatras.save('tatras.png', 'png') |
Второй параметр метода save() нужен для уточнения итогового формата изображения.
Создаем черно-белое изображение GrayScale в Pillow
С помощью метода Image.convert() можно сделать оригинальное изображение черно-белым.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
from PIL import Image import sys try: tatras = Image.open("tatras.jpg") except IOError: print("Unable to load image") sys.exit(1) grayscale = tatras.convert('L') grayscale.show() |
Программа читает изображение и трансформирует его в черно-белое. За это отвечает следующая строка:
|
1 |
grayscale = tatras.convert('L') |
Первый параметр метода convert() является модом. Мод 'L' представляет черно-белый вариант.
Изменение размера изображения в Pillow resize()
Можно изменить длину и ширину изображения при помощи метода resize(). В данном примере будут показаны три примера изменения размера:
- Изменение размера изображения имея ширину и высоту;
- Изменение ширины с учетом пропорций для высоты;
- Изменение высоты пропорционально ширине.
Изменение размера изображения имея ширину и высоту
|
1 2 3 4 5 |
from PIL import Image # Меняем размер изображения на новый. tatras = Image.open("tatras.jpg") tatras = tatras.resize((100, 100), Image.ANTIALIAS) |
Изменение ширины с учетом пропорций для новой высоты изображения
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
from PIL import Image tatras = Image.open("tatras.jpg") width, height = tatras.size new_width = 680 # ширина new_height = int(new_width * height / width) tatras = tatras.resize((new_width, new_height), Image.ANTIALIAS) tatras.show() |
Изменение высоты изображения, пропорционально обновляем и ширину
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
from PIL import Image tatras = Image.open("tatras.jpg") width, height = tatras.size new_height = 680 # Высота new_width = int(new_height * width / height) tatras = tatras.resize((new_width, new_height), Image.ANTIALIAS) tatras.show() |
Заключение
С пакетом Pillow вы можете сделать гораздо больше, чем описано в этой короткой статье. Pillow поддерживает преобразования и улучшение изображений, возможность печати фото и многое другое. Я настоятельно рекомендую прочитать документацию Pillow, чтобы получить полное представление обо всем, что вы можете сделать.
Являюсь администратором нескольких порталов по обучению языков программирования Python, Golang и Kotlin. В составе небольшой команды единомышленников, мы занимаемся популяризацией языков программирования на русскоязычную аудиторию. Большая часть статей была адаптирована нами на русский язык и распространяется бесплатно.
E-mail: vasile.buldumac@ati.utm.md
Образование
Universitatea Tehnică a Moldovei (utm.md)
- 2014 — 2018 Технический Университет Молдовы, ИТ-Инженер. Тема дипломной работы «Автоматизация покупки и продажи криптовалюты используя технический анализ»
- 2018 — 2020 Технический Университет Молдовы, Магистр, Магистерская диссертация «Идентификация человека в киберпространстве по фотографии лица»