ImageMagick:批量处理图像的超级利器

2016年02月25日 21:42 by:中国好心态
你当然可以用 PhotoShop 或 GIMP 这样的软件来处理图像。没人禁止你这么做,就像没人禁止你用大炮打蚊子一样。不过依我看,打蚊子最好还是用电蚊拍,而要处理大量图像的话,我推荐 ImageMagick。

先来介绍一下 ImageMagick。
  • ImageMagick(简称 IM)是一个支持 GPL 协议的开源免费软件包。
  • 它由一组命令行工具组成的。
  • 它可以对超过 100 种的图像格式(包括 DPX, EXR, GIF, JPEG, JPEG-2000, PDF, PhotoCD, PNG, Postscript, SVG, 和 TIFF等等),进行读、写、编辑和转换的操作。
  • 它支持多数主流操作系统,其中包括 UNIX、Mac OS X 和 Windows。


IM 的主页是 http://www.imagemagick.org/ 。你可以在那里下载它的源代码或可执行文件。
一般人可以直接下载它的 Windows 发行版。地址是:http://www.imagemagick.org/script/binary-releases.php#windows 。
有 6 种格式可供选择,如果你不清楚自己要什么,我建议你下载 Q16 的 static 版。

先来看看 ImageMagick 能做些什么:

1、批量旋转、分割,并顺序编号

2、自动批量切除白边(auto-crop)

3、自动倾斜校正(deskew)

4、批量加标注

5、批量去标注

6、批量加水印

7、批量去水印

 

一、最基本的格式转换

下面,我将结合与扫书制书有关的图像操作,来说明 IM 的用法。

前面已经说过,IM 由一组命令行工具组成,具体来说也就是 convert、mogrify、composite、montage、identify、compare、display、animate、stream、import 和 conjure,这 11 个命令。

其中最常用的,是 convert 和 mogrify。


1、将 a.gif 转为 png 格式

    convert a.gif a.png

请注意,convert 命令的基本格式为

    convert 源文件 [参数] 目标文件

在上面的命令中,源文件是 a.gif,目标文件是 a.png。由于这是最简单的格式转换,所以不需要中间的参数。
convert 常用于单个文件的转换。上面的命令是它最基本的用法。

前面说过 IM 支持超过 100 种的文件格式。
下面的命令,可以列出 IM 所支持的所有格式:

    identify -list format

 

2、批量文件的格式转换

    mogrify -path newdir -format png  *.gif

这个命令的作用,是将当前目录下的所有 gif 文件,转换为 png 格式,并将其存放在 newdir 目录下。

mogrify 是用于批量处理文件的命令。它的基本格式是这样的:

    mogrify 参数 源文件

mogrify 支持基本的通配符,例如你可以用 a*.png 指代所有以 a 打头的 png 文件,诸如此类。


再回到刚才的命令:

    mogrify -path newdir -format png  *.gif

这里的 -path 和 -format 是两个可选择的参数。
-format 指定输出的文件格式,而 -path 则指定输出的文件目录。

我在这里先强调一下:如果不加 -path 参数的话,mogrify 有可能会覆盖你的源文件,因此强烈推荐在每个 mogrify 命令里都加上 -path 参数,并在执行之前,先检查整个命令正确性。

 

二、图像的缩放:使用 -resize

IM 有好几种缩放图像的方法,在这里我只讲最基本的 resize 命令。

将一个200x304大小的图像缩小为100x152(长宽各缩短一半)。

    convert page200.png -resize 100x152 page100.png

上面的 100x152,指定了目标文件的长和宽。

你也可以只指定目标文件宽度,这样它的高度会等比例放大:

    convert page200.png -resize 100 page100.png

或者只指定高度:

    convert page200.png -resize x152 page100.png

以上三句命令,其结果都是一样的。


你可以用 identify 命令来显示图像的尺寸以及其它一些信息:

    identify page100.png

其结果为:

page100.png PNG 100x152 100x152+0+0 8-bit DirectClass 17.9kb


最后,你还可以通过指定百分比来缩放图像:

    convert page200.png -resize 50% page100.png

    convert page200.png -resize 150% page300.png

批量缩放图像

    mogrify -path newdir -resize 200% *.png

这句命令的意思是将当前目录中所有的 png 文件都放大一倍,并存放到 newdir 目录中。

请注意,如果没有 -path 语句,新生成的 png 文件将会覆盖原始文件。因此,在使用 mogrify 命令时,-path 参数几乎是必须的。

另外,我们也可以注意到 mogrify 和 convert 的命令其实基本上是通用的。通常我们可以先用 convert 修改单个文件,对结果满意的话再用 mogrify 进行批量处理。

 

三、图像的剪切

使用 -crop

    convert page100.png -crop 50x50+10+10 crop1.png

    convert page100.png -crop 50x50+10+10 +repage crop2.png

 

这两句命令的意思都是以 10,10 为原点,从图上剪一个 50x50 的小图。
+repage 的作用是重置图像内部的信息。下面是用 identify 命令查看 crop1.png 和 crop2.png 的结果。
crop1.png PNG 50x50 100x152+10+10 8-bit DirectClass 4.6kb
crop2.png PNG 50x50 50x50+0+0 8-bit DirectClass 4.56kb

除非特殊情况,不然每次使用 -crop 类语句时,都应加上 +repage。


-gravity 语句

在缺省情况下,原点坐标设在图像的左上角,也就是所谓的 NorthWest。你可以用 -gravity 语句来改变坐标的方向。

例如:

    convert page100.png -gravity west -crop 50x50+0+0 +repage crop3.png

    convert page100.png -gravity east -crop 50x50+0+0 +repage crop4.png

 
-gravity 的参数包括 NorthWest, North, NorthEast, West, Center, East, SouthWest, South, SouthEast。大小写都行。


ImageMagick:批量处理图像的超级利器


下面的命令在扫描图书时经常会用到

    convert 2pages.png -crop 50%x100% +repage newpage.png


ImageMagick:批量处理图像的超级利器


系统自动会生成 newpage-0.png 和 newpage-2.png 两个文件。
请注意,在 -crop 后面跟的是 50%x100%,而不是 50%x100%+0+0。
这句话的意思,是让它按 50%x100% 这样的大小,一块块切下去,能切几块就切几块。
如果你设的是 50%x50%,那它就会切成 4 块。

批量处理:

    convert page*.png -crop 50%x100% +repage newpaged.png

 

请注意这里的 d。这条命令能自动产生 newpage001.png newpage002.png newpage003.png ……这样的文件。页码顺序不乱。

-trim 自动切除白边

    convert page100.png -trim +repage trim.png

 

这也是在书本处理中常常要用到的功能。

 

四、旋转与校正

-rotate

    convert r90.png -rotate -90 page200.png


ImageMagick:批量处理图像的超级利器

rotate 命令很简单,看图就懂了。
这在扫图时也很常用。

批量旋转:

    mogrify -path newdir -rotate -90 *.png

结合以前讲的 -rotate 命令,旋转分割一步到位。

    convert r2pages.png -rotate -90 -crop 50%x100% +repage newpage.png


-background 命令

    convert page200.png -background blue -rotate 10 r10.png


ImageMagick:批量处理图像的超级利器

用 -background 设定背景的颜色,有时会用得到。

    convert -list color

这个命令列出所有可直接使用的颜色英文名。
IM 支持许多种表示颜色的方法(其它的以后再讲),直接用英文名(如 black, white, red, blue 等)是最方便的。

-deskew

    convert page100.png -background white -deskew 40% deskewed.png

-deskew 命令用于自动倾斜校正。后面跟一个百分数,手册上推荐你用 40% 这个值(A threshold of 40% works for most images)。

批量校正:

    mogrify -path newdir -background white -deskew 40% *.png

 

五、颜色处理(一)

IM 中有许多调整颜色的方法,让我们先从最无聊的讲起。

    convert page.png -noop noop.png

-noop ,表示什么也不做!
放在这里,当然不只是为了凑字数,而是为了让大家熟悉一下中间的那个坐标图。
上面的这个坐标,表示变换前后的两者的颜色值完全一样。不做改变。因此形成了一条45度的对角线。

    convert page.png -negate negated.png

-negate 反相。黑变成了白,白变成了黑。
形成 -45 度的直线。
另外请注意中间坐标系下面的两条渐变线。

    convert page.png -level 25%,75% p1585.png

    convert page.png -level 25% p15.png

-level 命令后面如果跟两个参数(用逗号分开),第1个参数 25% 表示将原图颜色中最暗的 25% 变为黑,第二参数 75% 则表示将最亮的 25% 为白。剩下的依线性变换。
当省略第二个参数时,两者取同样的值,因此上面两条命令实际上是一致的。

    convert page.png -level 0,85% p0-85.png

你也可以用 +level。

    convert page.png +level 25% p+25.png


另外,-level 后面还可以跟第三个参数:

    convert page.png -level 0,100%,2.0 p0-100-2.0.png

    convert page.png -level 0,100%,0.5 p0-100-2.0.png

    convert page.png -level 0,85%,0.5 p0-100-2.0.png

用第3个参数来调整 gamma 值。直线变成了曲线。

 

六、颜色处理(二)

下面的这条命令,充分显示了 ImageMagick 有多变态。

    convert logo.png  -fx "(1/(1+exp(10*(.5-u)))-0.0066928509)*1.0092503" sigmoidal.png

输完了吗?
祝贺你,你刚完成了一次著名的 sigmoidal 非线性对比度变换。
是的,ImageMagick 就是这么变态,你可以输入完整的公式,对原始图像进行随心所欲的变换。
顺便说一下,sigmoidal 变换是很有用的工具,它对扫描后的文件有很好的效果。
但是,谁又记得住这么长的公式呢?
别担心,ImageMagick 已经替你想到了。

    convert logo.png  -sigmoidal-contrast 10,50% logo_sigmoidal.png

这句命令,和前面那一长串公式达到的效果是一样的,而且好像更快。

ImageMagick 里还有不少命令,可以帮你节约时间。
例如下面的:

    convert gray_range.jpg  -normalize  normalize_gray.jpg

-normalize 的作用是把原图中最暗的部分变成黑,最亮的部分变成白,由此来增强对比度。

    convert gray_range.jpg  -contrast-stretch 15%  stretch_gray.jpg


ImageMagick:批量处理图像的超级利器

-contrast-stretch 的作用和 -normalize 是一样的,只是多了个可调节的参数。

 

七、颜色处理(三)

我们在制作图书的时候常常遇到瘦身的问题,ImageMagick 有什么好办法吗?

    convert logo.png -colors 64 logo64c.png

这条命令把颜色数降为 64。你看得出两者的区别吗?反正我是看不出。
现在用 identify 看一下两者的区别:

    identify *.png

logo.png PNG 202x152 202x152+0+0 8-bit DirectClass 17.4kb
logo64c.png[1] PNG 202x152 202x152+0+0 8-bit PseudoClass 64c 4.84kb

一个是 17.4k,一个是 4.84k。
瘦身成功!

类似的命令还有 -monochrome:

    convert  logo.png  -monochrome     monochrome.gif
把图片变成黑白两色。

-threshold

    convert logo.png     -threshold   -1   threshold_0.gif

    convert logo.png     -threshold  25%   threshold_25.gif

    convert logo.png     -threshold  50%   threshold_50.gif

    convert logo.png     -threshold  75%   threshold_75.gif

    convert logo.png     -threshold 100%   threshold_100.gif

 


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-threshold 的作用是在颜色世界划一条线,线上的为白,线下的为黑。

 

八、在图上写字

下面讲一下如何在如何运用字体。

先来看看有哪些字体可用:

    convert -list font > fonts.txt

这条命令会在当前目录下生成 fonts.txt 文件,里面是所有可用的字体列表。

然后是 label 指令。

    convert -background lightblue -fill blue -font Candice -pointsize 72 label:Anthony label.gif


ImageMagick:批量处理图像的超级利器


label 命令生成一行字。请注意,它前面没有“-”号。如果你要输入一行字就用双引号把它括上。像这样:label:"Hello World!"。
-background 和 -fill 分别设定背景和文字的颜色。
-font 和 -pointsize 设定字体和大小。

但是这条命令不直接支持中文,你必须先把你要写的字存到文本文件里才行:

    convert -background lightblue -fill blue -font 方正书宋_GBK -pointsize 72 label:@gxsd-utf8.txt gxsd.gif


冒号后面的 @ 后面跟的是文件(gxsd-utf8.txt)而不是字符串。
请注意:这个文件必须是不带 Unicode 标志位的 utf-8 文件。

下面介绍 caption:

    convert -background lightblue -fill blue -font Corsiva -pointsize 36 -size 320x caption:"This is a very long caption line." caption.gif


ImageMagick:批量处理图像的超级利器

caption 的用法和 label 差不多,区别就在于它可以折行。

上面的几种方法都是如何生成单独的图片,如果要在现有图片上印字怎么办呢?
那就用 -annotate:

    convert page200b.png -font 楷体 -fill white -undercolor #00000080 -gravity South -annotate 0x0+0+10 @anno-utf8.txt anno.png

 

-annotate 的格式是这样的:

    -annotate {SlewX}x{SlewY}+{X}+{Y} "字符串"

其中 +X+Y是所在的相对位置。(请复习第三章中 -gravity 的用法)。
而 {SlewX}x{SlewY} 则表示倾斜的角度。
如下图所示:

ImageMagick:批量处理图像的超级利器


关于 ImageMagick 的字体运用就先讲这些。

 

九、绘图

开始之前,先介绍如何用 ImageMagic 生成画布:

    convert -size 100x100 xc:blue canvas_blue.gif

    convert -size 100x100 xc:rgb(0,0,255) canvas_blue.gif
xc: 生成一块单色的画布,颜色由冒号后面的 blue 或 rgb(0,0,255) 指定,尺寸由 -size 指定。

    convert -size 50x50 xc:red xc:blue +append red+blue.gif

    convert -size 50x50 xc:red xc:blue -append red-blue.gif
用 append 合并图像,请注意 + 和 - 的区别。

接下来是 gradient,渐变:

    convert  -size 100x100 gradient:  gradient.jpg

    convert -size 100x100  gradient:blue gradient_blue.jpg

    convert -size 100x100 gradient:red-blue gradient_red_to_blue.jpg

 

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-draw 是最基本的绘图指令。

convert -size 100x60 xc:skyblue -fill white -stroke black -draw "rectangle 20,10 80,50" draw_rect.gif


ImageMagick:批量处理图像的超级利器


这条命令是在一块 100x60 大小的天蓝色画布上,画一个白底黑边的长方形,起点为 (20,10),终点为 (80,50)。

通过加不同的参数,-draw 命令不但可以画长方形,它还画点、直线、圆弧、折线等等。具体的用法和上面的长方形类似,请参考http://www.imagemagick.org/script/command-line-options.php?#draw

    convert -size 100x60 xc:skyblue -fill white -stroke black -draw "ellipse 50,30 40,20 0,360" draw_ellipse.gif

    convert -size 100x60 xc:skyblue -fill white -stroke black -draw "polyline 40,10 20,50 90,10 70,40" draw_polyline.gif
    convert -size 100x60 xc:skyblue -fill white -stroke black -draw "roundrectangle 20,10 80,50 20,15" draw_rrect.gif

    convert -size 100x60 xc:skyblue -fill white -stroke black -draw "ellipse 50,30 40,20 45,270" draw_ellipse_partial.gif

    convert -size 100x60 xc:skyblue -gravity center -draw "image over 0,0 0,0 'terminal.gif'" draw_image.gif

    convert -size 100x60 xc:skyblue -fill white -stroke black -font Candice -pointsize 40 -gravity center -draw "text 0,0 'Hello'" draw_text.gif



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小结

连载到此告一段落。

这些内容作为入门,我想应该是足够了。

最后再介绍一下 ImageMagick 的文档。
ImageMagick 的文档主要分两个部分。
第一部分是命令参考手册,它的地址是:http://www.imagemagick.org/script/command-line-options.php 。
它对 ImageMagick 的每一个 option 都做了相应的解释。大家有疑问的话可以到这里看一下。
option 列表如下:

‑adaptive‑blur  • ‑adaptive‑resize  • ‑adaptive‑sharpen  • ‑adjoin  • ‑affine  • ‑alpha  •‑annotate  • ‑antialias  • ‑append  • ‑attenuate  • ‑authenticate  • ‑auto‑gamma  • ‑auto‑level  •‑auto‑orient  • ‑backdrop  • ‑background  • ‑bench  • ‑bias  • ‑black‑point‑compensation  •‑black‑threshold  • ‑blend  • ‑blue‑primary  • ‑blue‑shift  • ‑blur  • ‑border  • ‑bordercolor  •‑borderwidth  • ‑brightness‑contrast  • ‑cache  • ‑caption  • ‑cdl  • ‑channel  • ‑charcoal  • ‑chop • ‑clamp  • ‑clip  • ‑clip‑mask  • ‑clip‑path  • ‑clone  • ‑clut  • ‑coalesce  • ‑colorize  •‑colormap  • ‑color‑matrix  • ‑colors  • ‑colorspace  • ‑combine  • ‑comment  • ‑compose  •‑composite  • ‑compress  • ‑contrast  • ‑contrast‑stretch  • ‑convolve  • ‑crop  • ‑cycle  • ‑debug  • ‑decipher  • ‑deconstruct  • ‑define  • ‑delay  • ‑delete  • ‑density  • ‑depth  • ‑descend  •‑deskew  • ‑despeckle  • ‑direction  • ‑displace  • ‑display  • ‑dispose  • ‑dissimilarity‑threshold • ‑dissolve  • ‑distort  • ‑distribute‑cache  • ‑dither  • ‑draw  • ‑duplicate  • ‑edge  • ‑emboss  • ‑encipher  • ‑encoding  • ‑endian  • ‑enhance  • ‑equalize  • ‑evaluate  • ‑evaluate‑sequence  •‑extent  • ‑extract  • ‑family  • ‑features  • ‑fft  • ‑fill  • ‑filter  • ‑flatten  • ‑flip  •‑floodfill  • ‑flop  • ‑font  • ‑foreground  • ‑format  • ‑format[identify]  • ‑frame  •‑frame[import]  • ‑function  • ‑fuzz  • ‑fx  • ‑gamma  • ‑gaussian‑blur  • ‑geometry  • ‑gravity  •‑grayscale  • ‑green‑primary  • ‑hald‑clut  • ‑help  • ‑highlight‑color  • ‑iconGeometry  • ‑iconic  • ‑identify  • ‑ift  • ‑immutable  • ‑implode  • ‑insert  • ‑intensity  • ‑intent  • ‑interlace  •‑interpolate  • ‑interline‑spacing  • ‑interword‑spacing  • ‑kerning  • ‑label  • ‑lat  • ‑layers  •‑level  • ‑level‑colors  • ‑limit  • ‑linear‑stretch  • ‑linewidth  • ‑liquid‑rescale  • ‑list  •‑log  • ‑loop  • ‑lowlight‑color  • ‑magnify  • ‑map  • ‑map[stream]  • ‑mask  • ‑mattecolor  •‑median  • ‑metric  • ‑mode  • ‑modulate  • ‑monitor  • ‑monochrome  • ‑morph  • ‑morphology  •‑mosaic  • ‑motion‑blur  • ‑name  • ‑negate  • ‑noise  • ‑normalize  • ‑opaque  • ‑ordered‑dither  •‑orient  • ‑page  • ‑paint  • ‑path  • ‑pause[animate]  • ‑pause[import]  • ‑pen  • ‑perceptible  •‑ping  • ‑pointsize  • ‑polaroid  • ‑poly  • ‑posterize  • ‑precision  • ‑preview  • ‑print  •‑process  • ‑profile  • ‑quality  • ‑quantize  • ‑quiet  • ‑radial‑blur  • ‑raise  •‑random‑threshold  • ‑red‑primary  • ‑regard‑warnings  • ‑region  • ‑remap  • ‑remote  • ‑render  •‑repage  • ‑resample  • ‑resize  • ‑respect‑parentheses  • ‑reverse  • ‑roll  • ‑rotate  • ‑sample  •‑sampling‑factor  • ‑scale  • ‑scene  • ‑screen  • ‑seed  • ‑segment  • ‑selective‑blur  • ‑separate • ‑sepia‑tone  • ‑set  • ‑shade  • ‑shadow  • ‑shared‑memory  • ‑sharpen  • ‑shave  • ‑shear  •‑sigmoidal‑contrast  • ‑silent  • ‑size  • ‑sketch  • ‑smush  • ‑snaps  • ‑solarize  • ‑sparse‑color • ‑splice  • ‑spread  • ‑statistic  • ‑stegano  • ‑stereo  • ‑stretch  • ‑strip  • ‑stroke  •‑strokewidth  • ‑style  • ‑subimage‑search  • ‑swap  • ‑swirl  • ‑synchronize  • ‑taint  • ‑text‑font • ‑texture  • ‑threshold  • ‑thumbnail  • ‑tile  • ‑tile‑offset  • ‑tint  • ‑title  • ‑transform  •‑transparent  • ‑transparent‑color  • ‑transpose  • ‑transverse  • ‑treedepth  • ‑trim  • ‑type  •‑undercolor  • ‑unique‑colors  • ‑units  • ‑unsharp  • ‑update  • ‑verbose  • ‑version  • ‑view  •‑vignette  • ‑virtual‑pixel  • ‑visual  • ‑watermark  • ‑wave  • ‑weight  • ‑white‑point  •‑white‑threshold  • ‑window  • ‑window‑group  • ‑write ]

 

呵呵。有没有被吓到?

第二部分是 ImageMagick 的用法实例,地址是:http://www.imagemagick.org/Usage/
我的教程可以说是它的精简入门版。大家如果想对 ImageMagick 有进一步了解的可以到那里去看一看。

下图是使用ImageMagick加工过的图片效果的例子:


ImageMagick:批量处理图像的超级利器