使用 Jupyter 和 Python 编辑图像

最近，我的孩子想用他最喜欢的卡通片制作一张着色页。我的第一个想法是使用 Linux 上某个开源图像处理程序，但后来我记起我根本不知道如何使用它们。幸运的是，我知道如何使用 Jupyter 和 Python。

我心想，用 Jupyter 来做这件事能有多难呢？

要跟着本文操作，您需要安装现代版本的 Python（如果您是 macOS 用户，可以参考这份指南），然后安装并打开 Jupyter Labs，您可以在这里了解更多信息，以及 Pillow，它是 Python Imaging Library (PIL) 的友好分支，使用以下命令安装：

$ python -V
Python 3.8.5
$ pip install jupyterlab pillow
# Installation process ommitted
$ jupyter lab

假设您想用一张鹿的图片制作着色页。第一步可能是下载一张鹿的图片并将其保存在本地。请注意版权状态可疑的图片；最好使用带有 知识共享 或其他开放访问许可的图片。在本例中，我使用了来自 Unsplash 的一张开放许可图片，并将其命名为 deer.jpg。

进入 Jupyter Lab 后，首先导入 PIL

from PIL import Image

完成这些准备工作后，打开图像，然后查看图像大小

pic = Image.open("deer.jpg")

pic.size

(3561, 5342)

哇，这有点令人震惊——高分辨率图片如果您想制作一本关于鹿的精美书籍当然很好，但对于自制着色书页来说可能太大了。将其缩小很多。（这种善意也很重要，这样本文在您的浏览器中也能快速加载！）

x, y = pic.size
x //= 10
y //= 10
smaller = pic.resize((x, y))

这会将图像的比例缩小了 10 倍。看看效果如何

smaller

图片来源：

^{(Moshe Zadka, CC BY-SA 4.0)}

漂亮！这只雄伟而孤高的鹿对于边缘检测算法来说应该易如反掌。说到这里，是的，下一步就是边缘检测。您需要清理图像，以便轻松着色，谢天谢地，有一个算法可以做到这一点。进行一些边缘检测

from PIL import ImageFilter

edges = smaller.filter(ImageFilter.FIND_EDGES)

edges

图片来源：

^{(Moshe Zadka, CC BY-SA 4.0)}

这可能是最重要的一步。它去除了所有无关的细节，留下清晰的线条。颜色有点奇怪，但这不难解决。将图像分成颜色带，然后选择线条最清晰的那一个

bands = edges.split()

bands[0]

图片来源：

^{(Moshe Zadka, CC BY-SA 4.0)}

现在线条清晰了，但这并不是一张好的打印图像，因为您的打印机很快就会用完墨水，而且您的孩子也不会喜欢在黑色上着色。因此，反转颜色。同时，通过使用 lambda 函数调用，将颜色捕捉到最大黑色或最大白色，使线条更加清晰

outline = bands[0].point(lambda x: 255 if x<100 else 0)

outline

图片来源：

^{(Moshe Zadka, CC BY-SA 4.0)}

原始图像有很多自然景观，我无情地清除了它们。现在有很多空白空间，因此将图片裁剪到必要的范围

outline.crop((10, 200, 300, 400))

图片来源：

^{(Moshe Zadka, CC BY-SA 4.0)}

剩下要做的就是将图片另存为易于打印的格式，例如 PDF

outline.save("deer.pdf")

我让您自己弄清楚如何从 Linux 打印。

祝您为孩子们制作自制着色书玩得开心！