Python和16位PGM

Question

我有16位PGM图片，正尝试用Python读取。 似乎（？）像PIL不支持此格式？

import Image
im = Image.open('test.pgm')
im.show()

粗略显示图像，但是不正确。 到处都是黑带，据报道img具有mode=L 我认为这与我有关16位TIFF文件的早期问题有关。 是不是PIL不支持16位的情况如此罕见？ 关于如何使用PIL或其他标准库或本地代码在Python中读取16位PGM文件的任何建议？

Answer 1

您需要使用"L;16" ； 但是，在加载PGM时，PIL似乎具有"L"模式硬编码到File.c中。 如果要读取16位PGM，则必须编写自己的解码器 。

但是，对16位图像的支持似乎仍然不稳定：

>>> im = Image.fromstring('I;16', (16, 16), '\xCA\xFE' * 256, 'raw', 'I;16') 
>>> im.getcolors()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "/usr/lib/python2.6/dist-packages/PIL/Image.py", line 866, in getcolors
    return self.im.getcolors(maxcolors)
ValueError: image has wrong mode

我认为PIL能够读取 16位图像，但实际上存储和处理它们仍处于实验阶段。

>>> im = Image.fromstring('L', (16, 16), '\xCA\xFE' * 256, 'raw', 'L;16') 
>>> im
<Image.Image image mode=L size=16x16 at 0x27B4440>
>>> im.getcolors()
[(256, 254)]

瞧，它只是将0xCAFE值解释为0xFE ，这并不完全正确。

Answer 2

这是一个基于NumPy的通用PNM / PAM读取器，以及PyPNG中未记录的功能。

def read_pnm( filename, endian='>' ):
   fd = open(filename,'rb')
   format, width, height, samples, maxval = png.read_pnm_header( fd )
   pixels = numpy.fromfile( fd, dtype='u1' if maxval < 256 else endian+'u2' )
   return pixels.reshape(height,width,samples)

当然， 编写这种图像格式通常不需要库的帮助。

Answer 3

以下内容仅取决于numpy来加载图像，该图像可以是8位或16位原始PGM / PPM。 我还展示了几种查看图像的不同方法。 使用PIL（ import Image ）的用户需要首先将数据转换为8位。

#!/usr/bin/python2 -u

from __future__ import print_function
import sys, numpy

def read_pnm_from_stream( fd ):
   pnm = type('pnm',(object,),{}) ## create an empty container
   pnm.header = fd.readline()
   pnm.magic = pnm.header.split()[0]
   pnm.maxsample = 1 if ( pnm.magic == 'P4' ) else 0
   while ( len(pnm.header.split()) < 3+(1,0)[pnm.maxsample] ): s = fd.readline() ; pnm.header += s if ( len(s) and s[0] != '#' ) else ''
   pnm.width, pnm.height = [int(item) for item in pnm.header.split()[1:3]]
   pnm.samples = 3 if ( pnm.magic == 'P6' ) else 1
   if ( pnm.maxsample == 0 ): pnm.maxsample = int(pnm.header.split()[3])
   pnm.pixels = numpy.fromfile( fd, count=pnm.width*pnm.height*pnm.samples, dtype='u1' if pnm.maxsample < 256 else '>u2' )
   pnm.pixels = pnm.pixels.reshape(pnm.height,pnm.width) if pnm.samples==1 else pnm.pixels.reshape(pnm.height,pnm.width,pnm.samples)
   return pnm

if __name__ == '__main__':

## read image
 # src = read_pnm_from_stream( open(filename) )
   src = read_pnm_from_stream( sys.stdin )
 # print("src.header="+src.header.strip(), file=sys.stderr )
 # print("src.pixels="+repr(src.pixels), file=sys.stderr )

## write image
   dst=src
   dst.pixels = numpy.array([ dst.maxsample-i for i in src.pixels ],dtype=dst.pixels.dtype) ## example image processing
 # print("dst shape: "+str(dst.pixels.shape), file=sys.stderr )
   sys.stdout.write(("P5" if dst.samples==1 else "P6")+"\n"+str(dst.width)+" "+str(dst.height)+"\n"+str(dst.maxsample)+"\n");
   dst.pixels.tofile( sys.stdout ) ## seems to work, I'm not sure how it decides about endianness

## view using Image
   import Image
   viewable = dst.pixels if dst.pixels.dtype == numpy.dtype('u1') else numpy.array([ x>>8 for x in dst.pixels],dtype='u1')
   Image.fromarray(viewable).show()

## view using scipy
   import scipy.misc
   scipy.misc.toimage(dst.pixels).show()

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使用说明

• 我最终弄清楚了“它如何决定字节序”-它实际上是将图像以大字节序（而不是本地字节序）存储在内存中。 这种方案可能会减慢任何非平凡的图像处理速度-尽管Python的其他性能问题可能会使这种担忧变得平淡无奇（请参阅下文）。

• 我在这里问了一个有关字节序的问题。 我还遇到了一些与字节序有关的有趣混淆，因为我正在通过使用pnmdepth 65535预处理图像进行测试，这本身并不能很好地测试字节序，因为低字节和高字节最终可能是相同的（我没有这样做）。请立即注意，因为print(array)输出十进制）。 我也应该应用pnmgamma来避免一些混乱。

• 因为Python是如此缓慢， numpy尝试偷偷摸摸巧妙之如何应用某些操作（见广播 ）。 提高numpy效率的第一个经验法则是让numpy为您处理迭代 （或者换句话说，不要编写自己的for循环 ）。 上面代码中的有趣之处在于，在执行“示例图像处理”时，它仅部分遵循此规则，因此该行的性能与为reshape给出的参数具有极大的依赖性。

• 下一个大numpy字节序谜：为什么newbyteorder()似乎返回一个数组 ，当它记录返回一个dtype 。 如果要使用dst.pixels=dst.pixels.byteswap(True).newbyteorder()转换为本机字节序，则此方法很重要。

• 移植到Python 3的提示： 具有ASCII文本标头的二进制输入，可从stdin中读取