Python图像处理之基本概念和常用模块简介
基本概念
在图像处理中常见的概念有模式（mode）、通道（bands）、尺寸（size）、坐标系统（coordinate system）、调色板（palette）、信息（info）和滤波器（filters）。
模式（mode）
所谓图像模式就是把色彩分解成部分颜色组件，对颜色组件不同的分类就形成了不同的色彩模式。图像的模式定义了图像的类型和像素的位宽。如下为常见的图像模式：
| modes | 描述 |
|---|---|
| 1 | 1位像素，黑和白，存成8位的像素 |
| L | 8位像素，黑白 |
| P | 8位像素，使用调色板映射到任何其他模式 |
| RGB | 3× 8位像素，真彩 |
| RGBA | 4×8位像素，真彩+透明通道 |
| CMYK | 4×8位像素，颜色隔离 |
| YCbCr | 3×8位像素，彩色视频格式 |
| I | 32位整型像素 |
| F | 32位浮点型像素 |
from PIL import Image
im = Image.open("E:\mywife.jpg")
print(im.mode) ##显示图像的mode如下图所示为测试图像“gakki”的图像模式输出
通道（bands）
把图像分解成一个或多个颜色成分。一般认为可分为：
- 单通道：一个像素点只需一个数值表示，只能表示灰度，0为黑色；
- 三通道：RGB模式，把图像分为红绿蓝三个通道，可以表示彩色，全0表示黑色；
- 四通道：在RGB基础上加上alpha通道，表示透明度，alpha=0表示全透明；
对于一张图片的通道数量和名称，可以通过方法getbands()来获取。方法getbands()是Image模块的方法，它会返回一个字符串元组（tuple）。该元组将包括每一个通道的名称。
from PIL import Image
im = Image.open("E:\mywife.jpg")
im_bands = im.getbands()
print(len(im_bands)) ##显示通道计数，len()为字符串计数函数
print(im_bands) ##显示通道
print(im_bands[0]) ##显示第1通道
print(im_bands[2]) ##显示第3通道如下图为依次显示的通道计数、通道显示、第1通道显示和第3通道显示结果。
尺寸（size）
尺寸相对好理解的概念，用来描述图像的大小，一般单位是像素。
from PIL import Image
im = Image.open("E:\mywife.jpg")
print(im.size) ##显示图像的大小
print(im.size[0]) ##水平方向的像素数
print(im.size[1]) ##垂直方向上的像素数
坐标系统
PIL使用笛卡尔像素坐标系统，坐标(0，0)位于左上角。注意：坐标值表示像素的角；位于坐标（0，0）处的像素的中心实际上位于（0.5，0.5）。坐标经常用于二元组（x，y）。长方形则表示为四元组，前面是左上角坐标。例如，一个覆盖AxB的像素图像的长方形表示为（0，0，A，B）。
调色板（palette）：
调色板模式（”P”）适用一个颜色调色板为每一个像素定义具体的颜色值。
信息（info）
使用info属性可以为一张图片添加一些辅助信息。这个是字典对象。加载和保存图像文件时，多少信息需要处理取决于其文件的格式。
from PIL import Image
im = Image.open("E:\mywife.jpg")
print(im.info)如下图为图像的具体信息显示。
滤波器（filters）
将多个输入像素映射为一个输出像素的几何操作，PIL提供了4种不同的采样滤波器：
- NEAREST：最近滤波。从输入图像中选取最近的像素作为输出像素。
- BILINEAR：双线性内插滤波。在输入图像的2*2矩阵上进行线性插值。
- BICUBIC：双立方滤波。在输入图像的4*4矩阵上进行立方插值。
- ANTIALIAS：平滑滤波。对所有可以影响输出像素的输入像素进行高质量的重采样滤波，以计算输出像素值。
注意：在当前的PIL版本中，ANTIALIAS滤波器是下采样（例如，将一个大的图像转换为小图）时唯一正确的滤波器。BILIEAR和BICUBIC滤波器使用固定的输入模板，用于固定比例的几何变换和上采样是最好的。Image模块中的resize()和thumbnail()用到了滤波器。
PIL常见模块
PIL有如下几个模块：Image模块、ImageChops模块、ImageDraw模块、ImageEnhance模块、ImageFile模块、ImageFileIO模块、ImageFilter模块、ImageFont模块、ImageGrab模块、ImageOps模块、ImagePath模块、ImageSequence模块、ImageStat模块、ImageTk模块、ImageWin模块、PSDraw模块。
Image模块
Image模块提供了一个相同名称的类，即image类，用于表示PIL图像。这个模块还提供了一些函数，包括从文件中加载图像和创建新的图像。Image模块是PIL中最重要的模块，它提供了诸多图像操作的功能，比如创建、打开、显示、保存图像等功能，合成、裁剪、滤波等功能，获取图像属性功能，如图像直方图、通道数等。
ImageChops模块
ImageChops模块包含一些算术图形操作，叫做channel operations（“chops”）。这些操作可用于诸多目的，比如图像特效，图像组合，算法绘图等等。通道操作只用于8位图像（比如“L”模式和“RGB”模式）。
ImageDraw模块
ImageDraw模块为image对象提供了基本的图形处理功能。例如，它可以创建新图像，注释或润饰已存在图像，为web应用实时产生各种图形。
ImageEnhance模块
ImageEnhance模块包括一些用于图像增强的类。它们分别为Color类、Brightness类、Contrast类和Sharpness类。
ImageFile模块
ImageFile模块为图像打开和保存功能提供了相关支持功能。另外，它提供了一个Parser类，这个类可以一块一块地对一张图像进行解码（例如，网络联接中接收一张图像）。这个类的接口与标准的sgmllib和xmllib模块的接口一样。
ImageFileIO模块
ImageFileIO模块用于从一个socket或者其他流设备中读取一张图像。不赞成使用这个模块。在新的code中将使用ImageFile模块的Parser类来代替它。
ImageFilter模块
ImageFilter模块包括各种滤波器的预定义集合，与Image类的filter方法一起使用。该模块包含这些图像增强的滤波器：BLUR，CONTOUR，DETAIL，EDGE_ENHANCE，EDGE_ENHANCE_MORE，EMBOSS，FIND_EDGES，SMOOTH，SMOOTH_MORE和SHARPEN。
ImageFont模块
ImageFont模块定义了一个同名的类，即ImageFont类。这个类的实例中存储着bitmap字体，需要与ImageDraw类的text方法一起使用。
ImageGrab模块
ImageGrab模块用于将屏幕上的内容拷贝到一个PIL图像内存中。
ImageOps模块
ImageOps模块包括一些“ready-made”图像处理操作。它可以完成直方图均衡、裁剪、量化、镜像等操作。这个模块somewhat experimental，大多数操作只工作在L和RGB图像上。
ImagePath模块
ImagePath模块用于存储和操作二维向量数据。Path对象将被传递到ImageDraw模块的方法中。
ImageSequence模块
ImageSequence模块包括一个wrapper类，它为图像序列中每一帧提供了迭代器。
ImageStat模块
ImageStat模块计算一张图像或者一张图像的一个区域的全局统计值。
ImageTk模块
ImageTk模块用于创建和修改BitmapImage和PhotoImage对象中的Tkinter。
ImageWin模块
ImageWin模块用于在windows95/98，NT，2000及以后的系统上创建和显示图像。
PSDraw模块
PSDraw模块为Postscript打印机提供基本的打印支持。用户可以通过这个模块打印字体，图形和图像。