如何在Python中加载图像，但保持压缩？

Question

我有一系列图像，都可以在JP2和PNG上使用，我需要在python程序中加载这个图像以按顺序显示它们。现在我只需要显示序列的一部分，例如：

一次从Frame12到Frame24，

第二次从第2帧到第7帧，

等等 加载所有图像会占用太多内存，并且每次新序列执行任务时都会加载。 有一个函数/方法在程序中加载图像，但保持压缩？我可以将这些图像保存在内存中以备即用，但内存占用率低吗？

Answer 1

您可以将可爱的小型JPEG / PNG / JP2图像作为一堆字节读入内存，并将其保存在与磁盘相同的压缩大小，然后在需要时从内存中解压缩。

首先，让我们看一下内存中RGB888的1280x1024图像所需的内存 - 它高达3.9MB：

# Decompressed image in memory takes 3.9MB memory
im = np.zeros([1280,1024,3], dtype=np.uint8)

# print(im.nbytes) => 3932160

现在让我们看一下相同大小的JPEG：

这是在磁盘上，与ls -l：

-rw-r--r--@  1 mark  staff      47276  2 Apr 17:13 image.jpg

在这里它仍然在内存中压缩，也是在47kB或仅1.2％的大小：

# Same image as JPEG takes 47kB of memory
with open('image.jpg','rb') as f: 
   jpg = f.read() 

# print(len(jpg)) => 47276

现在，当您需要图像时，将其从内存而不是从磁盘解压缩

# Read with 'imageio'
from io import BytesIO 
import imageio
numpyArray = imageio.imread(BytesIO(jpg))
# print(numpyArray.shape) =>(1024, 1280, 3)

# Or, alternatively, and probably faster, read with OpenCV
import cv2
numpyArray = cv2.imdecode(np.frombuffer(jpg,dtype=np.uint8), -1)  
# print(numpyArray.shape) =>(1024, 1280, 3)

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另一个完全不同的选项，可以更快地解码里程，但只会将内存占用减少3倍，这是为了让图像更加便捷。您可以将颜色数量减少到少于256种独特颜色，并存储256种颜色的调色板。然后在每个像素位置存储一个字节，它是调色板的索引，而不是3个字节的RGB。这将使您的内存使用量从3.9MB /图像减少到1.3MB /图像。它不需要任何解码。但可能会导致颜色保真度和/或条带的轻微损失 - 这可能是也可能不是问题，具体取决于相机/图像的质量。

看起来像这样（未经测试）：

from PIL import Image
import numpy as np

im = Image.open('image.jpg')

# Make into Numpy array - size is 3.9MB
a = np.array(im)

# Now make a 256 colour palletised version
p = im.convert('P',palette=Image.ADAPTIVE)

# Make into Numpy array - size is now only 1.3MB
a = np.array(p)

Answer 2

PIL是Python Imaging Library，它为python解释器提供了图像编辑功能。

Windows：根据您的python版本下载相应的Pillow包。确保根据您拥有的python版本下载。

要导入Image模块，我们的代码应该从以下行开始：

    from PIL import Image

    Open a particular image from a path
    #img  = Image.open(path)      
    # On successful execution of this statement, 
    # an object of Image type is returned and stored in img variable) 

    try:  
        img  = Image.open(path)  
    except IOError: 
    pass

# Use the above statement within try block, as it can  
# raise an IOError if file cannot be found,  
# or image cannot be opened.

检索图像的大小：创建的Image类的实例具有许多属性，其中一个有用的属性是size。

from PIL import Image 

filename = "image.png"
with Image.open(filename) as image: 
    width, height = image.size 
#Image.size gives a 2-tuple and the width, height can be obtained 

其他一些属性包括：Image.width，Image.height，Image.format，Image.info等。

保存图像中的更改：要保存对图像文件所做的任何更改，我们需要提供路径和图像格式。

img.save(path, format)     
# format is optional, if no format is specified,  
#it is determined from the filename extension

 from PIL import Image  

def main(): 
    try: 
     #Relative Path 
    img = Image.open("picture.jpg") 
    width, height = img.size 

    img = img.resize((width/2, height/2)) 

    #Saved in the same relative location 
    img.save("resized_picture.jpg")  
except IOError: 
    pass

if __name__ == "__main__": 
    main()