Python图像处理库PIL的ImageStat模块统计数据介绍


ImageStat模块用于计算整个图像或者图像的一个区域的统计数据。

一、ImageStat模块的函数

1、 Stat

定义1:ImageStat.Stat(image)? Stat instance

ImageStat.Stat(image, mask)? Stat instance

含义1:计算给定图像的统计值。如果变量mask被赋值,将只针对变量mask所定义的区域进行统计。

例子1:

>>> from PIL importImage, ImageStat

>>> im01 =Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test01.jpg")

>>> im02 =Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>> r,g,b =im02.split()

>>> stat =ImageStat.Stat(im01)

>>> stat.sum

[120170597.0, 151378139.0,151481196.0]

>>> stat.count

[786432, 786432, 786432]

>>> stat_r =ImageStat.Stat(im01,r)

>>> stat_r.sum

[120170597.0, 151378139.0,151481196.0]

>>> stat_r.count

[786432, 786432, 786432]

>>> stat_g =ImageStat.Stat(im01,g)

>>> stat_g.sum

[116891840.0, 146593055.0,145616479.0]

>>> stat_g.count

[760083, 760083, 760083]

>>> stat_b =ImageStat.Stat(im01,b)

>>> stat_b.sum

[111057281.0, 140047475.0,139208738.0]

>>> stat_b.count

[729161, 729161, 729161]


定义2:ImageStat.Stat(list)? Stat instance

含义2:与定义1一样,但是它只计算前一个直方图的统计值。

例子2:

>>> from PIL importImage, ImageStat

>>> im01 =Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test01.jpg")

>>> im02 =Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>> stat = ImageStat.Stat(im01)

>>> stat_l =ImageStat.Stat([0,0,100,100])

>>> stat_l.count

[200]

>>> stat_l.sum

 

Traceback (most recent calllast):

  File "", line 1,in 

    stat_l.sum

  File"C:\Python27\lib\site-packages\PIL\ImageStat.py", line 48, in__getattr__

    v = getattr(self, "_get" + id)()

  File"C:\Python27\lib\site-packages\PIL\ImageStat.py", line 84, in _getsum

    layerSum += j * self.h[i + j]

IndexError: list index out ofrange

>>> stat_l.mean

[]

>>> stat_l.bands

[]

>>> stat_l.h

[0, 0, 100, 100]


从python编辑器的提示看,对象stat_l只有四个属性,分别为count,h,mean和bands,其并没有sum属性。

二、ImageStat模块的属性

下面的属性对于图像的每个通道,拥有一个对应的仅含一个元素的序列。这些属性都是只有在调用的时候才会去计算,否则不会做计算。

1、Extrema

定义:stat.extrema

含义:获取图像中每个通道的最大值和最小值。

例子:

>>> from PIL importImage, ImageStat

>>> im02 =Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>> stat =ImageStat.Stat(im02)

>>> stat.extrema

[(2, 255), (0, 255), (0, 255)]

图像im02中,红色通道的最小值为2,最大值为255;绿色和蓝色通道的最小值均为0,最大值均为255。

2、Count

定义:stat.count

含义:获取图像中每个通道的像素个数。

例子:

>>> from PIL importImage, ImageStat

>>> im02 =Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>> im02.mode

'RGB'

>>> im02.size

(1024, 768)

>>> stat =ImageStat.Stat(im02)

>>>stat.count

[786432, 786432,786432]

图像im02的模式为“RGB”,其尺寸为1024x768,像素点个数为786432。所以属性count统计的结果为三个通道均为786432。

3、Sum

定义:stat.sum

含义:获取图像中每个通道的像素值之和。

例子:

>>> from PIL import Image, ImageStat

>>> im02 =Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>> stat = ImageStat.Stat(im02)

>>> stat.sum

[90912466.0,75765120.0, 59027727.0]

图像im02的三个通道的像素值累加和分别为90912466.0, 75765120.0, 59027727.0。

4、Sum2

定义:stat.sum2

含义:获取图像中每个通道的像素值平方之和。

例子:

>>>from PIL import Image, ImageStat

>>>im02 = Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>>stat = ImageStat.Stat(im02)

>>>stat.sum

[90912466.0,75765120.0, 59027727.0]

>>>stat.sum2

[14449895138.0,12289898764.0, 9141884969.0]

属性sum2统计的是各个通道的像素值平方之和,并非和的平方。

5、 Mean

定义:stat.mean

含义:获取图像中每个通道的像素值的平均值。

例子:

>>>from PIL import Image, ImageStat

>>>im02 = Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>>stat = ImageStat.Stat(im02)

>>>stat.sum

[90912466.0,75765120.0, 59027727.0]

>>>stat.count

[786432, 786432,786432]

>>>stat.mean

[115.60117848714192,96.34033203125, 75.05763626098633]

从实例中可以看出,属性mean为每个通道的像素值之和除以像素个数,精确到小数点后14位。

6、Median

定义:stat.mean

含义:获取图像中每个通道的像素值的中值。

例子:

>>> from PIL import Image, ImageStat

>>> im02 =Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>> stat = ImageStat.Stat(im02)

>>> stat.extrema

[(2, 255), (0,255), (0, 255)]

>>>stat.median

[119, 80, 40]

属性median获取了每个通道像素值得中值。

7、 Rms

定义:stat.rms

含义:获取图像中每个通道的像素值的均方根值。均方根值,也称方均根值或有效值,它的计算方法是先平方、再平均、然后开方。即:将N个项的平方和除以N后开平方的结果,即均方根的结果。其计算公式为:

\

例子:

>>>from PIL import Image, ImageStat

>>>im02 = Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>>stat = ImageStat.Stat(im02)

>>>stat.rms

[135.55069835243268,125.00965724006934, 107.81701101697355]

8、 Var

定义:stat.var

含义:获取图像中每个通道的像素值的方差值。方差(variance)是在概率论和统计方差衡量随机变量或一组数据时离散程度的度量。概率论中方差用来度量随机变量和其数学期望(即均值)之间的偏离程度。统计中的方差(样本方差)是各个数据分别与其平均数之差的平方的和的平均数。

例子:

>>>from PIL import Image, ImageStat

>>>im02 = Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>>stat = ImageStat.Stat(im02)

>>>stat.var

[5010.359356216148,6345.954827388127, 5990.859103547667]

9、 Stddev

定义:stat.stddev

含义:获取图像中每个通道的像素值的标准差值。标准差也被称为标准偏差,标准差(Standard Deviation)描述各数据偏离平均数的距离(离均差)的平均数,它是方差平方和平均后的方根,用σ表示。标准差是方差的算术平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度,标准偏差越小,这些值偏离平均值就越少,反之亦然。标准偏差的大小可通过标准偏差与平均值的倍率关系来衡量。标准差的公式如下:

\

例子:

>>>from PIL import Image, ImageStat

>>>im02 = Image.open("D:\\Code\\Python\\test\\img\\test02.jpg")

>>>stat = ImageStat.Stat(im02)

>>>stat.stddev

[70.78389192617306,79.66150153862358, 77.40064020114863]

通过实例可知,图像im02中,红色通道的像素值最接近平均值。

 

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