用python簡單處理圖片（4）：圖像中的像素訪問

前面的一些例子中，我們都是利用Image.open（）來打開一幅圖像，然后直接對這個PIL對象進行操作。如果只是簡單的操作還可以，但是如果操作稍微復雜一些，就比較吃力了。因此，通常我們加載完圖片后，都是把圖片轉換成矩陣來進行更加復雜的操作。

python中利用numpy庫和scipy庫來進行各種數據操作和科學計算。我們可以通過pip來直接安裝這兩個庫

pip install numpy
pip install scipy

以后，只要是在python中進行數字圖像處理，我們都需要導入這些包：

from PIL import Image
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

打開圖像並轉化為矩陣，並顯示：

from PIL import Image
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
img=np.array(Image.open('d:/lena.jpg'))  #打開圖像並轉化為數字矩陣
plt.figure("dog")
plt.imshow(img)
plt.axis('off')
plt.show()

調用numpy中的array（）函數就可以將PIL對象轉換為數組對象。

查看圖片信息，可用如下的方法：

print img.shape  
print img.dtype 
print img.size 
print type(img)

如果是RGB圖片，那么轉換為array之后，就變成了一個rows*cols*channels的三維矩陣,因此，我們可以使用

img[i,j,k]

來訪問像素值。

例1：打開圖片，並隨機添加一些椒鹽噪聲

from PIL import Image
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
img=np.array(Image.open('d:/ex.jpg'))

#隨機生成5000個椒鹽
rows,cols,dims=img.shape
for i in range(5000):
    x=np.random.randint(0,rows)
    y=np.random.randint(0,cols)
    img[x,y,:]=255
    
plt.figure("beauty")
plt.imshow(img)
plt.axis('off')
plt.show()

 

例2：將lena圖像二值化，像素值大於128的變為1，否則變為0

from PIL import Image
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
img=np.array(Image.open('d:/pic/lena.jpg').convert('L'))

rows,cols=img.shape
for i in range(rows):
    for j in range(cols):
        if (img[i,j]<=128):
            img[i,j]=0
        else:
            img[i,j]=1
            
plt.figure("lena")
plt.imshow(img,cmap='gray')
plt.axis('off')
plt.show()

 

如果要對多個像素點進行操作，可以使用數組切片方式訪問。切片方式返回的是以指定間隔下標訪問 該數組的像素值。下面是有關灰度圖像的一些例子：

img[i,:] = im[j,:] # 將第 j 行的數值賦值給第 i 行

img[:,i] = 100 # 將第 i 列的所有數值設為 100

img[:100,:50].sum() # 計算前 100 行、前 50 列所有數值的和

img[50:100,50:100] # 50~100 行，50~100 列（不包括第 100 行和第 100 列）

img[i].mean() # 第 i 行所有數值的平均值

img[:,-1] # 最后一列

img[-2,:] (or im[-2]) # 倒數第二行