Python基础入门 Day103 图像处理基础：使用Pillow库

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图像处理是 Python 在数据分析、AI、Web 开发和自动化办公等领域中的常见任务之一。Pillow 是 Python 官方推荐的图像处理库，功能强大且易于使用。通过它，我们可以轻松实现图像的读取、裁剪、缩放、旋转、滤镜处理、格式转换等操作。

安装与导入 Pillow
Pillow 是 PIL（Python Imaging Library）的一个改进版本，首先需要安装：

pip install pillow

导入方式如下：

from PIL import Image

打开与显示图像
我们可以通过 Image.open() 方法加载图像，然后使用 show() 打开系统默认的图片查看器：

from PIL import Image

# 打开图像
img = Image.open('example.jpg')
# 显示图像
img.show()

Image.open() 会返回一个 Image 对象，通过它可以进一步操作图像，如查看属性：

print(img.format)   # 图像格式，如 JPEG、PNG
print(img.size)     # 图像尺寸 (宽, 高)
print(img.mode)     # 图像模式，如 RGB、RGBA、L

保存图像与格式转换
可以用 save() 保存图片，也可以转换格式：

img.save('output.png')        # 保存为 PNG 格式
img.convert('L').save('gray.jpg')  # 转换为灰度图

通过 convert('L') 将彩色图像转换为灰度模式，是机器学习中常用的预处理方式。

调整图像大小与旋转
Pillow 提供多种图像几何变换方法：

# 调整大小
resized_img = img.resize((400, 300))
resized_img.save('resized.jpg')

# 旋转图像
rotated_img = img.rotate(45)  # 顺时针旋转 45°
rotated_img.save('rotated.jpg')

# 翻转图像
flipped_img = img.transpose(Image.FLIP_LEFT_RIGHT)
flipped_img.save('flipped.jpg')

裁剪图像
可以使用 crop() 方法截取指定区域：

# 定义裁剪区域 (左, 上, 右, 下)
box = (100, 100, 400, 400)
cropped_img = img.crop(box)
cropped_img.save('cropped.jpg')

这在处理人脸识别、验证码识别等任务时非常有用。

批量缩放图像示例
在实际工作中，我们常需要对一个文件夹下的所有图像进行批量处理，例如统一尺寸：

import os
from PIL import Image

input_folder = './images'
output_folder = './output'

if not os.path.exists(output_folder):
    os.makedirs(output_folder)

for filename in os.listdir(input_folder):
    if filename.endswith(('.jpg', '.png', '.jpeg')):
        img_path = os.path.join(input_folder, filename)
        img = Image.open(img_path)
        img_resized = img.resize((256, 256))
        img_resized.save(os.path.join(output_folder, filename))
        print(f"{filename} 已缩放完成 ")

这段代码将所有图片批量缩放为 256×256 并保存到输出文件夹中。

图像滤镜处理
Pillow 还支持多种滤镜效果，可以快速实现模糊、锐化等效果：

from PIL import ImageFilter

blurred = img.filter(ImageFilter.BLUR)
blurred.save('blurred.jpg')

sharpened = img.filter(ImageFilter.SHARPEN)
sharpened.save('sharpened.jpg')

滤镜在生成缩略图、识别前的图像清理等场景非常有用。

图像合并与粘贴
我们可以创建一个新图像，然后把其他图片粘贴进去，实现拼接或水印效果：

# 创建一个新图像
new_img = Image.new('RGB', (800, 400), color='white')
# 粘贴两张图片
img1 = Image.open('example1.jpg')
img2 = Image.open('example2.jpg')
new_img.paste(img1, (0, 0))
new_img.paste(img2, (400, 0))
new_img.save('merged.jpg')

添加文本水印
通过 ImageDraw 模块，我们可以在图片上添加文字水印：

from PIL import ImageDraw, ImageFont

img = Image.open('example.jpg')
draw = ImageDraw.Draw(img)
font = ImageFont.load_default()
draw.text((10, 10), "© Python 入门教程 ", fill="white", font=font)
img.save('watermarked.jpg')

总结：
Pillow 是 Python 图像处理的基础工具，几乎所有与图像相关的任务都可以通过它完成。从最基础的读取、保存，到复杂的裁剪、滤镜、批处理，它都提供了简洁的接口。熟练掌握 Pillow 是深入学习图像识别、计算机视觉等高级主题的重要基础。

练习与思考：