Python图像处理：批量添加水印的优雅实现与进阶技巧

1. 简介

在日常图像处理中，为图片添加水印是一项常见任务。有多种方法和工具可供选择，而今天我们将专注于使用Python语言结合PIL库批量添加水印。

需要注意的是，所选用的图片格式不应为JPG或JPEG，因为这两种格式的图片不支持透明度设置。

2. PIL库概述

先前的文章已经详细介绍过PIL库，这里不再赘述。

• PIL是Python的图像处理库，支持多种文件格式。
• PIL提供强大的图像和图形处理功能，包括缩放、裁剪、叠加以及添加线条、文字等操作。
• 安装PIL库可使用以下命令：

pip install Pillow

3. PIL库中涉及的类

模块或类	说明
image模块	用于图像处理
ImageDraw	2D图像对象
ImageFont	字体存储
ImageEnhance	图像增强

4. 实现原理

本文的主要目标是批量为某个文件夹下的图片添加水印，实现原理如下：

• 设置水印内容；
• 使用Image对象的open()方法打开原始图片；
• 使用Image对象的new()方法创建存储水印图片的对象；
• 使用ImageDraw.Draw对象的text()方法绘制水印文字；
• 使用ImageEnhance中Brightness的enhance()方法设置水印透明度。

5. 实现过程

5.1 原始图片

设定原始图片的存储目录，例如：

F:\python_study\image\image01

5.2 导入相关模块

导入所需的PIL模块或类：

from PIL imort Image, ImageDraw, ImageFont, ImageEnhance
import os

5.3 初始化数据

通过用户手动输入相关信息，如图片存储路径、水印文字、水印位置、水印透明度等：

class WatermarkText():
    def __init__(self):
        super(WatermarkText, self).__init__()
        self.image_path = input('图片路径：')
        self.watermark_text = input('水印文字：')
        self.position_flag = int(input('水印位置（1：左上角，2：左下角，3：右上角，4：右下角，5：居中）：'))
        self.opacity = float(input('水印透明度（0—1之间的1位小数）：'))

5.4 水印字体设置

选择系统字体库中的字体：

self.font = ImageFont.truetype("cambriab.ttf", size=35)

5.5 打开原始图片并创建存储对象

打开原始图片并转换为RGBA：

image = Image.open(img).convert('RGBA')

创建绘制对象：

new_img = Image.new('RGBA', image.size, (255, 255, 255, 0))
image_draw = ImageDraw.Draw(new_img)

5.6 计算图片和水印的大小

计算图片大小：

w, h = image.size

计算文字大小：

w1 = self.font.getsize(self.watermark_text)[0]
h1 = self.font.getsize(self.watermark_text)[1]

5.7 选择性设置水印文字

通过if语句实现：

if self.position_flag == 1:  # 左上角
    location = (0, 0)
elif self.position_flag == 2:  # 左下角
    location = (0, h - h1)
elif self.position_flag == 3:  # 右上角
    location = (w - w1, 0)
elif self.position_flag == 4:  # 右下角
    location = (w - w1, h - h1)
elif self.position_flag == 5:  # 居中
    location = (h/2, h/2)

5.8 绘制文字并设置透明度

绘制文字：

image_draw.text(location, self.watermark_text, font=self.font, fill="blue")

设置透明度：

transparent = new_img.split()[3]
transparent = ImageEnhance.Brightness(transparent).enhance(self.opacity)
new_img.putalpha(transparent)

Image.alpha_composite(image, new_img).save(img)

5.9 遍历获取图片文件并调用绘制方法

watermark_text = WatermarkText()
try:
    file_list = os.listdir(watermark_text.image_path)
    for i in range(0, len(file_list)):
        filepath = os.path.join(watermark_text.image_path, file_list[i])
        if os.path.isfile(filepath):
            filetype = os.path.splitext(filepath)[1]
            if filetype == '.png':
                watermark_text.add_text_watermark(filepath)
            else:
                print("图片格式有误，请使用png格式图片")
    print('批量添加水印完成')
except:
    print('输入的文件路径有误，请检查~~')

6. 完整源码

from PIL import

 Image, ImageDraw, ImageFont, ImageEnhance
import os

class WatermarkText():
    def __init__(self):
        super(WatermarkText, self).__init__()
        self.image_path = input('图片路径：')
        self.watermark_text = input('水印文字：')
        self.position_flag = int(input('水印位置（1：左上角，2：左下角，3：右上角，4：右下角，5：居中）：'))
        self.opacity = float(input('水印透明度（0—1之间的1位小数）：'))

        # 设置字体
        self.font = ImageFont.truetype("cambriab.ttf", size=35)

    # 文字水印
    def add_text_watermark(self, img):
        global location
        image = Image.open(img).convert('RGBA') 
        new_img = Image.new('RGBA', image.size, (255, 255, 255, 0)) 
        image_draw = ImageDraw.Draw(new_img) 
        w, h = image.size  # 图片大小
        w1 = self.font.getsize(self.watermark_text)[0]  # 字体宽度
        h1 = self.font.getsize(self.watermark_text)[1]  # 字体高度

        # 设置水印文字位置
        if self.position_flag == 1:  # 左上角
            location = (0, 0)
        elif self.position_flag == 2:  # 左下角
            location = (0, h - h1)
        elif self.position_flag == 3:  # 右上角
            location = (w - w1, 0)
        elif self.position_flag == 4:  # 右下角
            location = (w - w1, h - h1)
        elif self.position_flag == 5:  # 居中
            location = (h/2, h/2)
        # 绘制文字
        image_draw.text(location, self.watermark_text, font=self.font, fill="blue")

        # 设置透明度
        transparent = new_img.split()[3]
        transparent = ImageEnhance.Brightness(transparent).enhance(self.opacity)
        new_img.putalpha(transparent)

        Image.alpha_composite(image, new_img).save(img)

if __name__ == "__main__":
    watermark_text = WatermarkText()
    try:
        file_list = os.listdir(watermark_text.image_path) 
        for i in range(0, len(file_list)): 
            filepath = os.path.join(watermark_text.image_path, file_list[i])
            if os.path.isfile(filepath): 
                filetype = os.path.splitext(filepath)[1] 
                if filetype == '.png': 
                    watermark_text.add_text_watermark(filepath) 
                else:
                    print("图片格式有误，请使用png格式图片")
        print('批量添加水印完成')
    except:
        print('输入的文件路径有误，请检查~~')

7. 效果展示

运行过程：

D:\Python37\python.exe F:/python_study/python_project/watermark_text.py
图片路径：F:\python_study\image\image01
水印文字：
水印位置（1：左上角，2：左下角，3：右上角，4：右下角，5：居中）：1
水印透明度（0—1之间的1位小数）：0.5
F:/python_study/python_project/watermark_text.py:32: DeprecationWarning: getsize is deprecated and will be removed in Pillow 10 (2023-07-01). Use getbbox or getlength instead.
  w1 = self.font.getsize(self.watermark_text)[0]  # 获取字体宽度
F:/python_study/python_project/watermark_text.py:33: DeprecationWarning: getsize is deprecated and will be removed in Pillow 10 (2023-07-01). Use getbbox or getlength instead.
  h1 = self.font.getsize(self.watermark_text)[1]  # 获取字体高度
批量添加水印完成

8. 改进与建议

8.1 参数输入方式优化

在初始化数据的部分，我们可以考虑通过命令行参数或配置文件的方式输入相关信息，以提高用户体验。例如使用argparse库来解析命令行参数。

import argparse

class WatermarkText():
    def __init__(self):
        parser = argparse.ArgumentParser(description='Add watermark to images.')
        parser.add_argument('--image_path', type=str, help='Path to the image directory.')
        parser.add_argument('--watermark_text', type=str, help='Text for watermark.')
        parser.add_argument('--position_flag', type=int, help='Position flag for watermark (1: top-left, 2: bottom-left, 3: top-right, 4: bottom-right, 5: center).')
        parser.add_argument('--opacity', type=float, help='Opacity for watermark (0-1 with 1 decimal place).')
        
        args = parser.parse_args()

        self.image_path = args.image_path or input('Image path: ')
        self.watermark_text = args.watermark_text or input('Watermark text: ')
        self.position_flag = args.position_flag or int(input('Watermark position (1: top-left, 2: bottom-left, 3: top-right, 4: bottom-right, 5: center): '))
        self.opacity = args.opacity or float(input('Watermark opacity (0-1 with 1 decimal place): '))

8.2 异常处理改进

在处理异常的部分，我们可以更具体地捕获异常类型，并提供更友好的提示信息。

try:
    # existing code...
except FileNotFoundError:
    print('Error: The specified image directory does not exist.')
except PermissionError:
    print('Error: Permission denied to access the specified image directory.')
except Exception as e:
    print(f'An unexpected error occurred: {e}')

8.3 代码结构优化

可以考虑将一些功能模块化，提高代码的可读性和维护性。例如，将文字水印的添加功能独立成一个方法。

class WatermarkText():
    # existing code...

    def add_text_watermark(self, img):
        # existing code...

8.4 日志记录

考虑在程序中添加日志记录，记录关键步骤和出错信息，以便于排查问题。

import logging

logging.basicConfig(level=logging.INFO)

class WatermarkText():
    # existing code...

    def add_text_watermark(self, img):
        try:
            # existing code...
            logging.info(f'Successfully added watermark to {img}')
        except Exception as e:
            logging.error(f'Error adding watermark to {img}: {e}')

8.5 扩展功能

在程序中可以考虑添加更多功能，比如支持不同的水印颜色、字体大小等选项，以使程序更加灵活。

这些改进和建议将有助于提高程序的稳定性、易用性和可维护性。

当然，我们将继续改进和完善你的代码。在这一部分，我们会考虑一些进一步的优化和改进。

9. 优化图片格式检查

在处理图片文件时，可以优化检查图片格式的方式。使用os.path.splitext得到的文件扩展名可能包含大写字母，为了确保匹配，可以将文件扩展名转换为小写。

if filetype.lower() == '.png':
    watermark_text.add_text_watermark(filepath)
else:
    print("Error: Image format is not supported. Please use PNG format.")

10. 增加用户交互性

可以考虑在程序中增加更多用户交互性，比如在成功添加水印后询问用户是否继续添加水印。

while True:
    try:
        # existing code...

        print('Watermark added successfully.')
        
        another = input('Do you want to add watermark to another image? (yes/no): ').lower()
        if another != 'yes':
            break
    except Exception as e:
        logging.error(f'Error: {e}')

这样，用户可以选择是否继续添加水印，提高程序的交互性。

11. 多线程处理

如果你需要处理大量图片，可以考虑使用多线程来加速处理过程。这可以通过concurrent.futures模块实现。

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

# existing code...

if __name__ == "__main__":
    watermark_text = WatermarkText()
    try:
        file_list = os.listdir(watermark_text.image_path) 

        with ThreadPoolExecutor() as executor:
            executor.map(watermark_text.add_text_watermark, [os.path.join(watermark_text.image_path, file) for file in file_list])

        print('Batch watermarking completed.')
    except Exception as e:
        logging.error(f'Error: {e}')

这将允许同时处理多个图片，提高处理速度。

12. 其他优化建议

• 考虑支持更多图片格式，而不仅限于PNG。你可以使用Pillow库中的Image.register_open()方法注册其他格式的图片打开器。
• 如果水印文字较长，可以考虑自动调整文字大小，以适应图片。

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