python數字圖像處理（1）：環境安裝與配置

一提到數字圖像處理編程，可能大多數人就會想到matlab，但matlab也有自身的缺點：

一、不開源，價格貴

二、軟件容量大。通常3G以上，高版本甚至達5G以上。

三、只能作研究，不易轉化成軟件。

所以，咱們這裏使用python這個腳本語言來進行數字圖像處理。

要使用python，必須先安裝python，通常是2.7版本以上，不論是在windows系統，仍是linux系統，安裝都是很是簡單的。

要使用python進行各類開發和科學計算，還須要安裝對應的包。這和matlab很是類似，只是matlab裏面叫工具箱（toolbox)，而python裏面叫庫或包。基於python腳本語言開發的數字圖片處理包，其實不少，好比PIL,Pillow, opencv, scikit-image等。

對比這些包，PIL和Pillow只提供最基礎的數字圖像處理，功能有限；opencv其實是一個c++庫，只是提供了python接口，更新速度很是慢。到如今python都發展到了3.5版本，而opencv只支持到python 2.7版本；scikit-image是基於scipy的一款圖像處理包，它將圖片做爲numpy數組進行處理，正好與matlab同樣，所以，咱們最終選擇scikit-image進行數字圖像處理。

1、須要的安裝包

由於scikit-image是基於scipy進行運算的，所以安裝numpy和scipy是確定的。要進行圖片的顯示，還須要安裝matplotlib包，綜合起來，須要的包有：

 

Python >= 2.6

Numpy >= 1.6.1

Cython >= 0.21

Six >=1.4

SciPy >=0.9

Matplotlib >= 1.1.0

NetworkX >= 1.8

Pillow >= 1.7.8

dask[array] >= 0.5.0

 

比較，安裝起來很是費事，尤爲是scipy，在windows上基本安裝不上。

 

可是不用怕，咱們選擇一款集成安裝環境就好了，在此推薦Anaconda, 它把以上須要的包都集成在了一塊兒，所以咱們實際上從頭至尾只須要安裝Anaconda軟件就好了，其它什麼都不用裝。

2、下載並安裝 anaconda

先到https://www.continuum.io/downloads 下載anaconda, 如今的版本有python2.7版本和python3.5版本，下載好對應版本、對應系統的anaconda，它其實是一個sh腳本文件，大約280M左右。

本系列以windows7+python3.5爲例，所以咱們下載以下圖紅框裏的版本：

名稱爲： Anaconda3-2.4.1-Windows-x86_64.exe

是一個可執行的exe文件，下載完成好，直接雙擊就能夠安裝了。

在安裝的時候，假設咱們安裝在D盤根目錄，如：

而且將兩個選項都選上，將安裝路徑寫入環境變量。

而後等待安裝完成就能夠了。

安裝完成後，打開windows的命令提示符： 

輸入conda list 就能夠查詢如今安裝了哪些庫，經常使用的numpy, scipy名列其中。若是你還有什麼包沒有安裝上，能夠運行

conda install ***  來進行安裝。（***爲須要的包的名稱）

若是某個包版本不是最新的，運行 conda update *** 就能夠更新了。

3、簡單測試

anaconda自帶了一款編輯器spyder，咱們之後就能夠用這款編輯器來編寫代碼。

spyder.exe放在安裝目錄下的Scripts裏面，如個人是 D:/Anaconda3/Scripts/spyder.exe, 直接雙擊就能運行。咱們能夠右鍵發送到桌面快捷方式，之後運行就比較方便了。

咱們簡單編寫一個程序來測試一下安裝是否成功，該程序用來打開一張圖片並顯示。首先準備一張圖片，而後打開spyder，編寫以下代碼： 

from skimage import io
img=io.imread('d:/dog.jpg')
io.imshow(img)

將其中的d:/dog.jpg 改爲你的圖片位置

而後點擊上面工具欄裏的綠色三角進行運行，最終顯示

若是右下角「 Ipython console" 能顯示出圖片，說明咱們的運行環境安裝成功。

咱們能夠選擇右上角的 」 variable explorer" 來查看圖片信息，如

咱們能夠把這個程序保存起來，注意python腳本文件的後綴名爲py.

4、skimage包的子模塊

skimage包的全稱是scikit-image SciKit (toolkit for SciPy) ，它對scipy.ndimage進行了擴展，提供了更多的圖片處理功能。它是由python語言編寫的，由scipy 社區開發和維護。skimage包由許多的子模塊組成，各個子模塊提供不一樣的功能。主要子模塊列表以下：

子模塊名稱	主要實現功能
io	讀取、保存和顯示圖片或視頻
data	提供一些測試圖片和樣本數據
color	顏色空間變換
filters	圖像加強、邊緣檢測、排序濾波器、自動閾值等
draw	操做於numpy數組上的基本圖形繪製，包括線條、矩形、圓和文本等
transform	幾何變換或其它變換，如旋轉、拉伸和拉東變換等
morphology	形態學操做，如開閉運算、骨架提取等
exposure	圖片強度調整，如亮度調整、直方圖均衡等
feature	特徵檢測與提取等
measure	圖像屬性的測量，如類似性或等高線等
segmentation	圖像分割
restoration	圖像恢復
util	通用函數

用到一些圖片處理的操做函數時，須要導入對應的子模塊，若是須要導入多個子模塊，則用逗號隔開，如：

from skimage import io,data,color