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📚 前言

编程基础第一期《11-30》-- 在图像处理工作中，我们经常需要将大量图片从一种格式转换为另一种格式。本教程将介绍如何使用Python的Pillow库开发一个简单但功能强大的图片格式批量转换器，帮助你高效处理图片格式转换任务。

🛠️ 开发环境准备

• Python 3.6+
• Pillow库 (PIL的fork版本)

安装Pillow库：

pip install pillow

💡 核心功能

1. 支持多种常见图片格式之间的转换（JPG, PNG, BMP, GIF, TIFF等）
2. 批量处理指定文件夹中的所有图片
3. 可选择保留原始图片或仅保留转换后的图片
4. 支持调整图片质量和大小
5. 简单的命令行界面和图形用户界面(GUI)两种使用方式

🧩 技术要点

1. Pillow库基础

Pillow是Python图像处理库(PIL)的一个分支，提供了丰富的图像处理功能。主要用到的模块：

• Image: 图像对象的创建、读取和保存
• ImageOps: 图像操作，如调整大小、翻转等
• ImageEnhance: 图像增强，如亮度、对比度调整

2. 文件系统操作

• 使用os和pathlib模块处理文件路径
• 递归遍历目录
• 文件类型判断

3. 用户界面

• 命令行参数解析
• 简单GUI界面构建（使用tkinter）

📝 代码实现与解析

1. 导入必要的库

from PIL import Image
import os
import sys
import argparse
from pathlib import Path
import tkinter as tk
from tkinter import filedialog, messagebox, ttk

知识点：

• PIL.Image: Pillow的核心模块，用于图像处理
• os和pathlib: 文件系统操作
• argparse: 命令行参数解析
• tkinter: Python标准GUI库

2. 图片格式转换核心函数

def convert_image(input_path, output_path, format, quality=95, resize=None):"""转换单个图片的格式参数:input_path - 输入图片路径output_path - 输出图片路径format - 目标格式 (如 'JPEG', 'PNG')quality - 图片质量 (1-100, 仅对JPEG格式有效)resize - 调整大小的元组 (width, height) 或 None返回:bool - 转换是否成功"""try:# 打开图片img = Image.open(input_path)# 如果是RGBA模式且转换为JPEG，需要转换为RGB模式if img.mode == 'RGBA' and format.upper() == 'JPEG':img = img.convert('RGB')# 调整大小if resize:img = img.resize(resize, Image.LANCZOS)# 保存转换后的图片if format.upper() == 'JPEG':img.save(output_path, format=format, quality=quality)else:img.save(output_path, format=format)return Trueexcept Exception as e:print(f"转换图片 {input_path} 时出错: {e}")return False

知识点：

• Image.open(): 打开图片文件
• 图像模式转换: RGBA转RGB（JPEG不支持透明通道）
• Image.LANCZOS: 高质量的图像缩放算法
• 异常处理: 捕获并处理可能的错误

3. 批量转换功能

def batch_convert(input_dir, output_dir, target_format, quality=95, resize=None, recursive=False, keep_original=True):"""批量转换指定目录中的图片参数:input_dir - 输入目录output_dir - 输出目录target_format - 目标格式quality - 图片质量resize - 调整大小的元组recursive - 是否递归处理子目录keep_original - 是否保留原始图片返回:tuple - (成功数量, 失败数量)"""# 支持的图片格式supported_formats = ['.jpg', '.jpeg', '.png', '.bmp', '.gif', '.tiff']# 创建输出目录os.makedirs(output_dir, exist_ok=True)success_count = 0failed_count = 0# 遍历目录for root, dirs, files in os.walk(input_dir):# 如果不递归处理子目录且不是根目录，则跳过if not recursive and root != input_dir:continue# 创建对应的输出子目录rel_path = os.path.relpath(root, input_dir)if rel_path != '.':current_output_dir = os.path.join(output_dir, rel_path)os.makedirs(current_output_dir, exist_ok=True)else:current_output_dir = output_dir# 处理文件for file in files:# 检查文件扩展名ext = os.path.splitext(file)[1].lower()if ext not in supported_formats:continue# 构建输入和输出路径input_path = os.path.join(root, file)output_filename = os.path.splitext(file)[0] + '.' + target_format.lower()output_path = os.path.join(current_output_dir, output_filename)# 转换图片if convert_image(input_path, output_path, target_format, quality, resize):success_count += 1# 如果不保留原始图片且不是在原目录操作，则删除原始图片if not keep_original and input_dir != output_dir:try:os.remove(input_path)except:passelse:failed_count += 1return (success_count, failed_count)

知识点：

• os.walk(): 递归遍历目录
• os.path.relpath(): 获取相对路径
• os.makedirs(): 创建多级目录
• 文件扩展名处理: 使用os.path.splitext()分离文件名和扩展名

4. 命令行界面

def setup_cli():"""设置命令行参数解析器"""parser = argparse.ArgumentParser(description='批量转换图片格式')parser.add_argument('input', help='输入目录或文件')parser.add_argument('output', help='输出目录')parser.add_argument('format', help='目标格式 (如: jpg, png, bmp)')parser.add_argument('-q', '--quality', type=int, default=95, help='图片质量 (1-100, 默认: 95)')parser.add_argument('-r', '--recursive', action='store_true', help='递归处理子目录')parser.add_argument('-k', '--keep', action='store_true', help='保留原始图片')parser.add_argument('--resize', nargs=2, type=int, metavar=('WIDTH', 'HEIGHT'),help='调整图片大小')return parser.parse_args()

知识点：

• argparse: 命令行参数解析
• 参数类型: 位置参数、可选参数、标志参数
• 参数类型转换: 使用type=int将字符串转换为整数

5. 图形用户界面

class ImageConverterGUI:def __init__(self, root):self.root = rootself.root.title("图片格式批量转换器")self.root.geometry("600x450")self.root.resizable(True, True)# 创建主框架main_frame = ttk.Frame(root, padding="10")main_frame.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)# 输入目录ttk.Label(main_frame, text="输入目录:").grid(column=0, row=0, sticky=tk.W, pady=5)self.input_dir = tk.StringVar()ttk.Entry(main_frame, width=50, textvariable=self.input_dir).grid(column=1, row=0, pady=5)ttk.Button(main_frame, text="浏览...", command=self.browse_input).grid(column=2, row=0, padx=5, pady=5)# 输出目录ttk.Label(main_frame, text="输出目录:").grid(column=0, row=1, sticky=tk.W, pady=5)self.output_dir = tk.StringVar()ttk.Entry(main_frame, width=50, textvariable=self.output_dir).grid(column=1, row=1, pady=5)ttk.Button(main_frame, text="浏览...", command=self.browse_output).grid(column=2, row=1, padx=5, pady=5)# 目标格式ttk.Label(main_frame, text="目标格式:").grid(column=0, row=2, sticky=tk.W, pady=5)self.format_var = tk.StringVar(value="JPEG")formats = ["JPEG", "PNG", "BMP", "GIF", "TIFF"]ttk.Combobox(main_frame, textvariable=self.format_var, values=formats, width=10).grid(column=1, row=2, sticky=tk.W, pady=5)# 图片质量ttk.Label(main_frame, text="图片质量:").grid(column=0, row=3, sticky=tk.W, pady=5)self.quality_var = tk.IntVar(value=95)quality_frame = ttk.Frame(main_frame)quality_frame.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W, pady=5)ttk.Scale(quality_frame, from_=1, to=100, variable=self.quality_var, orient=tk.HORIZONTAL, length=200).pack(side=tk.LEFT)ttk.Label(quality_frame, textvariable=self.quality_var).pack(side=tk.LEFT, padx=5)# 调整大小ttk.Label(main_frame, text="调整大小:").grid(column=0, row=4, sticky=tk.W, pady=5)resize_frame = ttk.Frame(main_frame)resize_frame.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W, pady=5)self.resize_enabled = tk.BooleanVar(value=False)ttk.Checkbutton(resize_frame, text="启用", variable=self.resize_enabled).pack(side=tk.LEFT)ttk.Label(resize_frame, text="宽:").pack(side=tk.LEFT, padx=(10, 0))self.width_var = tk.IntVar(value=800)ttk.Entry(resize_frame, width=5, textvariable=self.width_var).pack(side=tk.LEFT, padx=(0, 5))ttk.Label(resize_frame, text="高:").pack(side=tk.LEFT)self.height_var = tk.IntVar(value=600)ttk.Entry(resize_frame, width=5, textvariable=self.height_var).pack(side=tk.LEFT)# 递归处理self.recursive_var = tk.BooleanVar(value=False)ttk.Checkbutton(main_frame, text="递归处理子目录", variable=self.recursive_var).grid(column=1, row=5, sticky=tk.W, pady=5)# 保留原始图片self.keep_original_var = tk.BooleanVar(value=True)ttk.Checkbutton(main_frame, text="保留原始图片", variable=self.keep_original_var).grid(column=1, row=6, sticky=tk.W, pady=5)# 转换按钮ttk.Button(main_frame, text="开始转换", command=self.start_conversion).grid(column=1, row=7, pady=10)# 进度条self.progress_var = tk.DoubleVar()ttk.Progressbar(main_frame, variable=self.progress_var, maximum=100).grid(column=0, row=8, columnspan=3, sticky=(tk.W, tk.E), pady=5)# 状态标签self.status_var = tk.StringVar(value="就绪")ttk.Label(main_frame, textvariable=self.status_var).grid(column=0, row=9, columnspan=3, sticky=tk.W, pady=5)def browse_input(self):directory = filedialog.askdirectory()if directory:self.input_dir.set(directory)def browse_output(self):directory = filedialog.askdirectory()if directory:self.output_dir.set(directory)def start_conversion(self):input_dir = self.input_dir.get()output_dir = self.output_dir.get()target_format = self.format_var.get()quality = self.quality_var.get()recursive = self.recursive_var.get()keep_original = self.keep_original_var.get()# 检查输入if not input_dir or not output_dir:messagebox.showerror("错误", "请指定输入和输出目录")return# 检查调整大小参数resize = Noneif self.resize_enabled.get():try:width = self.width_var.get()height = self.height_var.get()if width <= 0 or height <= 0:raise ValueError("宽度和高度必须大于0")resize = (width, height)except:messagebox.showerror("错误", "调整大小参数无效")return# 开始转换self.status_var.set("转换中...")self.root.update()try:success, failed = batch_convert(input_dir, output_dir, target_format, quality,resize, recursive, keep_original)self.status_var.set(f"转换完成。成功: {success}, 失败: {failed}")messagebox.showinfo("完成", f"转换完成\n成功: {success}\n失败: {failed}")except Exception as e:self.status_var.set(f"转换出错: {str(e)}")messagebox.showerror("错误", f"转换过程中出错:\n{str(e)}")

知识点：

• tkinter: Python标准GUI库
• 布局管理: 使用grid布局
• 控件使用: 标签、输入框、按钮、复选框、组合框、进度条等
• 事件处理: 按钮点击事件
• 文件对话框: 使用filedialog选择目录

6. 主函数

def main():# 检查是否有命令行参数if len(sys.argv) > 1:# 命令行模式args = setup_cli()# 检查输入和输出目录if not os.path.exists(args.input):print(f"错误: 输入路径 '{args.input}' 不存在")return# 调整大小参数resize = tuple(args.resize) if args.resize else None# 开始转换print(f"开始转换图片从 {args.input} 到 {args.output}，格式: {args.format}")success, failed = batch_convert(args.input, args.output, args.format.upper(),args.quality, resize, args.recursive, args.keep)print(f"转换完成。成功: {success}, 失败: {failed}")else:# GUI模式root = tk.Tk()app = ImageConverterGUI(root)root.mainloop()if __name__ == "__main__":main()

总代码

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-"""
图片格式批量转换器
功能: 批量将图片从一种格式转换为另一种格式，支持调整大小和质量
作者: Python开发者
"""from PIL import Image
import os
import sys
import argparse
from pathlib import Path
import tkinter as tk
from tkinter import filedialog, messagebox, ttkdef convert_image(input_path, output_path, format, quality=95, resize=None):"""转换单个图片的格式参数:input_path - 输入图片路径output_path - 输出图片路径format - 目标格式 (如 'JPEG', 'PNG')quality - 图片质量 (1-100, 仅对JPEG格式有效)resize - 调整大小的元组 (width, height) 或 None返回:bool - 转换是否成功"""try:# 打开图片img = Image.open(input_path)# 如果是RGBA模式且转换为JPEG，需要转换为RGB模式if img.mode == 'RGBA' and format.upper() == 'JPEG':img = img.convert('RGB')# 调整大小if resize:img = img.resize(resize, Image.LANCZOS)# 保存转换后的图片if format.upper() == 'JPEG':img.save(output_path, format=format, quality=quality)else:img.save(output_path, format=format)return Trueexcept Exception as e:print(f"转换图片 {input_path} 时出错: {e}")return Falsedef batch_convert(input_dir, output_dir, target_format, quality=95,resize=None, recursive=False, keep_original=True):"""批量转换指定目录中的图片参数:input_dir - 输入目录output_dir - 输出目录target_format - 目标格式quality - 图片质量resize - 调整大小的元组recursive - 是否递归处理子目录keep_original - 是否保留原始图片返回:tuple - (成功数量, 失败数量)"""# 支持的图片格式supported_formats = ['.jpg', '.jpeg', '.png', '.bmp', '.gif', '.tiff']# 创建输出目录os.makedirs(output_dir, exist_ok=True)success_count = 0failed_count = 0# 遍历目录for root, dirs, files in os.walk(input_dir):# 如果不递归处理子目录且不是根目录，则跳过if not recursive and root != input_dir:continue# 创建对应的输出子目录rel_path = os.path.relpath(root, input_dir)if rel_path != '.':current_output_dir = os.path.join(output_dir, rel_path)os.makedirs(current_output_dir, exist_ok=True)else:current_output_dir = output_dir# 处理文件for file in files:# 检查文件扩展名ext = os.path.splitext(file)[1].lower()if ext not in supported_formats:continue# 构建输入和输出路径input_path = os.path.join(root, file)output_filename = os.path.splitext(file)[0] + '.' + target_format.lower()output_path = os.path.join(current_output_dir, output_filename)# 转换图片if convert_image(input_path, output_path, target_format, quality, resize):success_count += 1# 如果不保留原始图片且不是在原目录操作，则删除原始图片if not keep_original and input_dir != output_dir:try:os.remove(input_path)except:passelse:failed_count += 1return (success_count, failed_count)def setup_cli():"""设置命令行参数解析器"""parser = argparse.ArgumentParser(description='批量转换图片格式')parser.add_argument('input', help='输入目录或文件')parser.add_argument('output', help='输出目录')parser.add_argument('format', help='目标格式 (如: jpg, png, bmp)')parser.add_argument('-q', '--quality', type=int, default=95,help='图片质量 (1-100, 默认: 95)')parser.add_argument('-r', '--recursive', action='store_true',help='递归处理子目录')parser.add_argument('-k', '--keep', action='store_true',help='保留原始图片')parser.add_argument('--resize', nargs=2, type=int, metavar=('WIDTH', 'HEIGHT'),help='调整图片大小')return parser.parse_args()class ImageConverterGUI:def __init__(self, root):self.root = rootself.root.title("图片格式批量转换器")self.root.geometry("600x450")self.root.resizable(True, True)# 创建主框架main_frame = ttk.Frame(root, padding="10")main_frame.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)# 输入目录ttk.Label(main_frame, text="输入目录:").grid(column=0, row=0, sticky=tk.W, pady=5)self.input_dir = tk.StringVar()ttk.Entry(main_frame, width=50, textvariable=self.input_dir).grid(column=1, row=0, pady=5)ttk.Button(main_frame, text="浏览...", command=self.browse_input).grid(column=2, row=0, padx=5, pady=5)# 输出目录ttk.Label(main_frame, text="输出目录:").grid(column=0, row=1, sticky=tk.W, pady=5)self.output_dir = tk.StringVar()ttk.Entry(main_frame, width=50, textvariable=self.output_dir).grid(column=1, row=1, pady=5)ttk.Button(main_frame, text="浏览...", command=self.browse_output).grid(column=2, row=1, padx=5, pady=5)# 目标格式ttk.Label(main_frame, text="目标格式:").grid(column=0, row=2, sticky=tk.W, pady=5)self.format_var = tk.StringVar(value="JPEG")formats = ["JPEG", "PNG", "BMP", "GIF", "TIFF"]ttk.Combobox(main_frame, textvariable=self.format_var, values=formats, width=10).grid(column=1, row=2,sticky=tk.W, pady=5)# 图片质量ttk.Label(main_frame, text="图片质量:").grid(column=0, row=3, sticky=tk.W, pady=5)self.quality_var = tk.IntVar(value=95)quality_frame = ttk.Frame(main_frame)quality_frame.grid(column=1, row=3, sticky=tk.W, pady=5)ttk.Scale(quality_frame, from_=1, to=100, variable=self.quality_var, orient=tk.HORIZONTAL, length=200).pack(side=tk.LEFT)ttk.Label(quality_frame, textvariable=self.quality_var).pack(side=tk.LEFT, padx=5)# 调整大小ttk.Label(main_frame, text="调整大小:").grid(column=0, row=4, sticky=tk.W, pady=5)resize_frame = ttk.Frame(main_frame)resize_frame.grid(column=1, row=4, sticky=tk.W, pady=5)self.resize_enabled = tk.BooleanVar(value=False)ttk.Checkbutton(resize_frame, text="启用", variable=self.resize_enabled).pack(side=tk.LEFT)ttk.Label(resize_frame, text="宽:").pack(side=tk.LEFT, padx=(10, 0))self.width_var = tk.IntVar(value=800)ttk.Entry(resize_frame, width=5, textvariable=self.width_var).pack(side=tk.LEFT, padx=(0, 5))ttk.Label(resize_frame, text="高:").pack(side=tk.LEFT)self.height_var = tk.IntVar(value=600)ttk.Entry(resize_frame, width=5, textvariable=self.height_var).pack(side=tk.LEFT)# 递归处理self.recursive_var = tk.BooleanVar(value=False)ttk.Checkbutton(main_frame, text="递归处理子目录", variable=self.recursive_var).grid(column=1, row=5,sticky=tk.W, pady=5)# 保留原始图片self.keep_original_var = tk.BooleanVar(value=True)ttk.Checkbutton(main_frame, text="保留原始图片", variable=self.keep_original_var).grid(column=1, row=6,sticky=tk.W, pady=5)# 转换按钮ttk.Button(main_frame, text="开始转换", command=self.start_conversion).grid(column=1, row=7, pady=10)# 进度条self.progress_var = tk.DoubleVar()ttk.Progressbar(main_frame, variable=self.progress_var, maximum=100).grid(column=0, row=8, columnspan=3,sticky=(tk.W, tk.E), pady=5)# 状态标签self.status_var = tk.StringVar(value="就绪")ttk.Label(main_frame, textvariable=self.status_var).grid(column=0, row=9, columnspan=3, sticky=tk.W, pady=5)def browse_input(self):directory = filedialog.askdirectory()if directory:self.input_dir.set(directory)def browse_output(self):directory = filedialog.askdirectory()if directory:self.output_dir.set(directory)def start_conversion(self):input_dir = self.input_dir.get()output_dir = self.output_dir.get()target_format = self.format_var.get()quality = self.quality_var.get()recursive = self.recursive_var.get()keep_original = self.keep_original_var.get()# 检查输入if not input_dir or not output_dir:messagebox.showerror("错误", "请指定输入和输出目录")return# 检查调整大小参数resize = Noneif self.resize_enabled.get():try:width = self.width_var.get()height = self.height_var.get()if width <= 0 or height <= 0:raise ValueError("宽度和高度必须大于0")resize = (width, height)except:messagebox.showerror("错误", "调整大小参数无效")return# 开始转换self.status_var.set("转换中...")self.root.update()try:success, failed = batch_convert(input_dir, output_dir, target_format, quality,resize, recursive, keep_original)self.status_var.set(f"转换完成。成功: {success}, 失败: {failed}")messagebox.showinfo("完成", f"转换完成\n成功: {success}\n失败: {failed}")except Exception as e:self.status_var.set(f"转换出错: {str(e)}")messagebox.showerror("错误", f"转换过程中出错:\n{str(e)}")def main():# 检查是否有命令行参数if len(sys.argv) > 1:# 命令行模式args = setup_cli()# 检查输入和输出目录if not os.path.exists(args.input):print(f"错误: 输入路径 '{args.input}' 不存在")return# 调整大小参数resize = tuple(args.resize) if args.resize else None# 开始转换print(f"开始转换图片从 {args.input} 到 {args.output}，格式: {args.format}")success, failed = batch_convert(args.input, args.output, args.format.upper(),args.quality, resize, args.recursive, args.keep)print(f"转换完成。成功: {success}, 失败: {failed}")else:# GUI模式root = tk.Tk()app = ImageConverterGUI(root)root.mainloop()if __name__ == "__main__":main()

知识点：

• 命令行模式和GUI模式的切换
• sys.argv: 获取命令行参数
• tkinter主循环: root.mainloop()

🎮 使用方法

命令行方式

# 基本用法
python image_converter.py 输入目录 输出目录 目标格式# 示例: 将input_folder中的图片转换为PNG格式并保存到output_folder
python image_converter.py input_folder output_folder png# 高级用法
python image_converter.py input_folder output_folder jpg -q 85 -r --resize 800 600

GUI方式

直接运行程序，不带任何参数:

python image_converter.py

然后在图形界面中:

1. 选择输入目录
2. 选择输出目录
3. 设置目标格式和其他选项
4. 点击"开始转换"按钮
   

🔍 进阶知识点

1. 图像处理基础

• 像素: 图像的基本单位
• 颜色模式: RGB, RGBA, CMYK, 灰度等
• 图像格式特点:
  • JPEG: 有损压缩，不支持透明度，适合照片
  • PNG: 无损压缩，支持透明度，适合图标和截图
  • GIF: 支持动画，有限的颜色数量
  • BMP: 无压缩，文件较大
  • TIFF: 高质量，支持多页，常用于专业印刷

2. Pillow高级特性

• 图像增强: 亮度、对比度、锐化等调整
• 滤镜效果: 模糊、锐化、边缘检测等
• 图像合成: 图层混合、水印等
• 批处理: 多进程处理提高效率

3. 性能优化

• 使用生成器减少内存占用
• 多线程/多进程处理提高转换速度
• 缩略图生成优化

🚀 可扩展功能

1. 批量水印添加:为图片添加文字或图片水印

2. 图片批量裁剪:自动裁剪图片到指定比例或尺寸

3. 批量图片优化:自动调整亮度、对比度和图片锐化

4. 批量重命名:根据规则批量重命名图片文件

5. 元数据处理:保留或清除EXIF信息

📝 总结

通过这个图片格式批量转换器项目，我们学习了以下Python编程知识：

1. Pillow库的基本使用
2. 文件系统操作
3. 命令行参数解析
4. GUI界面开发
5. 批处理和异常处理
6. 图像处理基础知识

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物物而不物于物，念念而不念于念