python - PIL - 需要抖动，但限制调色板会导致问题

Question

我是 Python 新手，正在尝试使用 PIL 执行 Arduino 项目所需的解析任务。这个问题与 Image.convert() 方法以及调色板、抖动等选项有关。

我有一些硬件一次只能显示 16 种颜色的图像(但它们可以指定为 RGB 三元组)。因此，我想自动执行以下任务:拍摄任意真彩色 PNG 图像，选择“最佳”16 色调色板来表示它，并将图像转换为仅包含 16 种颜色的调色板。

我想使用抖动。问题是，image.convert() 方法似乎有点古怪。它的参数没有完整记录 ( PIL documentation for Image.convert() )，所以我不知道这是我的错还是该方法有问题。

我的代码的一个简单版本如下:

import Image
MyImageTrueColor = Image.new('RGB',100,100) # or whatever dimension...

# I paste some images from several other PNG files in using MyImageTrueColor.paste()

MyImageDithered = MyImageTrueColor.convert(mode='P',
    colors=16,
    dither=1
    )

根据我所做的一些搜索(例如:How to reduce color palette with PIL)，我认为这种方法应该可以满足我的要求，但运气不好。它会使图像抖动，但会产生超过 16 种颜色的图像。

为了确定，我删除了“dither”参数。相同的输出。

我重新添加了“dither=1”参数并加入了 Image.ADAPTIVE 参数(如上面的链接所示)只是为了看看发生了什么。这导致图像包含 16 种颜色，但没有抖动。

我是不是漏掉了什么？ PIL 有问题吗？我想出的解决方案是执行 2 个步骤，但这似乎草率且不必要。我想弄清楚如何正确地做到这一点 :-) 为了完整起见，这里是我的代码版本，它产生了正确的结果——但它以一种草率的方式做到了。 (第一步生成超过 16 种颜色的抖动图像，第二步生成仅包含 16 种颜色的图像。)

MyImage_intermediate = MyImageTrueColor.convert(mode='P',
    colors=16
    )
MyImageDithered = MyImage_intermediate.convert(mode='P',
    colors=16,
    dither=1,
    palette=Image.ADAPTIVE
    )

谢谢!

Answer 1

好吧，你没有正确调用，所以它不应该工作......但即使我们调用正确，我也不确定它是否有效。

首先，PIL 手册的“官方”免费版本既不完整又过时；草稿版本在 http://effbot.org/imagingbook/image.htm不太完整和过时。

im.convert(“P”, **options) ⇒ image

Same, but provides better control when converting an “RGB” image to an 8-bit palette image. Available options are:

dither=. Controls dithering. The default is FLOYDSTEINBERG, which distributes errors to neighboring pixels. To disable dithering, use NONE.

palette=. Controls palette generation. The default is WEB, which is the standard 216-color “web palette”. To use an optimized palette, use ADAPTIVE.

colors=. Controls the number of colors used for the palette when palette is ADAPTIVE. Defaults to the maximum value, 256 colors.

所以，首先，如果没有ADAPTIVE，您就不能使用colors——原因很明显:唯一的选择是WEB，它只处理固定的 216 色调色板。

其次，您不能将 1 传递给 dither。如果它恰好是 FLOYDSTEINBERG 的值，那可能会起作用，但那是 3。因此，您正在传递一个未记录的值；谁知道那会做什么？特别是因为，查看所有听起来像是抖动算法可能名称的常量，没有一个值是 1。

因此，您可以尝试将其更改为 dither=Image.FLOYDSTEINBERG(连同 palette=Image.ADAPTIVE)，看看是否会有所不同。

但是，看看代码，看起来这不会有任何好处:

if mode == "P" and palette == ADAPTIVE:
    im = self.im.quantize(colors)
    return self._new(im)

这发生在我们到达抖动代码之前。所以它与调用(现已弃用/私有(private))方法 quantize 完全相同。

多个线程表明高级 convert 函数仅用于公开“抖动到 web 调色板”或“映射到最近的 N 种颜色”。这似乎在 1.1.6 及更高版本中略有变化，但文档和实现仍然不完整。在 http://comments.gmane.org/gmane.comp.python.image/2947其中一位开发人员建议阅读 PIL/Image.py 源代码。

看来这就是您需要做的。无论 Image.convert 在 Image.WEB 模式下做什么，您都想这样做——但是要使用由 Image.quantize(colors)< 生成的调色板，而不是 Web 调色板。

当然，大部分内容都发生在 C 代码中(在 self.im.quantize、self.im.convert 等下)，但是您也许可以做类似这样的伪代码:

dummy = img.convert(mode='P', paletter='ADAPTIVE', colors=16)
intermediate = img.copy()
intermediate.setpalette(dummy.palette)
dithered = intermediate._new(intermediate.im.convert('P', Image.FLOYDSTEINBERG))

话又说回来，你可能不会。您可能需要查看 C header 甚至源代码才能找到答案。或者在 PIL 邮件列表上提问。

PS，如果您不熟悉 PIL 的内部结构，img.im 是 PIL Image 对象 img 下的 C 成像对象。根据我过去的经验，前 3 次浏览 PIL 代码时并不清楚这一点，然后突然间一切都变得更有意义了。