python小程式實作Pic2Icon轉換

前言

該程式用來將普通格式的圖片轉換成*.ico系統可用圖示檔案，你可以將轉換出的圖示用于設定檔案夾圖示、快捷方式圖示、程式圖示等其他用途，
做程式的貧訓是前兩天在用pipinstaller做python軟體的時候發現一個小問題，
pipinstaller命令有一個引數：-i +icon圖片路徑
可以指定打包制成的*.exe系統執行檔案的圖示顯示，但是這個icon圖片的格式只能是*.ico，如果需要自定義一張圖片作為程式的圖示，可能就需要自己找圖片轉icon的網站進行轉換，度娘提供的前幾個網站著實不太行，解析度、形變度感人，
于是估摸著自己寫個小程式實作圖片的轉化，

提示：
本文第一部分是軟體使用步驟的描述，軟體已經打包成可執行程式發布在Github上，不需要用戶擁有python和相關的模塊，
GitHub相關專案release鏈接
本文第二部分是代碼的說明，包括作者寫該代碼的一些經歷，因為相關的文章比較少而且有很多都過時了，所以這次的撰寫還是很費精力的，把程序寫出來也比較有趣，

一、程式使用步驟

程式下載地址https://github.com/NNUwdl/Pic2Icon/releases/tag/0.1_Version

1.雙擊打開程式，等待命令列彈出提示資訊，

2.將所要轉換的圖片的檔案拖入命令框后按下回車，等待程式執行完畢，

3.程式會將icon圖示輸出到圖片所在目錄的Output_Icon檔案夾下，

簡單介紹下如何改變檔案夾、快捷方式的圖示：1.右鍵打開檔案夾的屬性 2.打開自定義選項更改檔案夾的圖示 3.在彈出的對話框中選擇"瀏覽"，選擇需要替換成的圖片，再點擊應用就可以了，

二、代碼說明

源代碼展示

1.匯入庫

這里主要用到模塊的是numpy、pillow、opencv和os：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time    : 2020/11/3 1:08
# @Author  : Xilun Wu
# @email   : nnuwxl@gmail.com
# @File    : Pic2Icon.py
import os
from PIL import Image
import numpy as np
import cv2
import sys
import time


class Picture:
    def __init__(self, file):
        self.ext = ['jpg', 'jpeg', 'png']
        self.files = [file]
        self.savepath = ""

    def handle_picture(self, file):
        print("Converting to four channel RGBA images...")
        time.sleep(0.5)

        img = Image.open(file).convert('RGBA')
        width = img.size[0]
        height = img.size[1]
        x = width / height
        matrix = np.asarray(img)
        print("The image resolution is being sampled at 2048x2048 size...")
        time.sleep(0.5)

        if width >= height:
            matrix = cv2.resize(matrix, (2048, int(2048 / x)))
            m = np.zeros((2048, 2048, 4), dtype=np.int)
            a = int(2048 / x)
            b = int((2048 - a) / 2)
            for i1 in range(2048):
                for i2 in range(2048):
                    if i1 >= b and i1 < b + a:
                        m[i1][i2] = m[i1][i2] + matrix[i1 - b][i2]


        else:
            matrix = cv2.resize(matrix, (int(x * 2048), 2048))
            m = np.zeros((2048, 2048, 4), dtype=np.int)
            a = int(2048 * x)
            b = int((2048 - a) / 2)
            for i1 in range(2048):
                for i2 in range(2048):
                    if i2 >= b and i2 < b + a:
                        m[i1][i2] = m[i1][i2] + matrix[i1][i2 - b]

        img = Image.fromarray(np.uint8(m), "RGBA")
        print("Output image in *.ico format...")
        time.sleep(0.5)
        savefile0 = os.path.dirname(self.files[0])
        savefile = os.path.join(savefile0, "Output_Icon")
        if os.path.exists(savefile) == False:
            print("Creating the output folder：{}".format(savefile))
            time.sleep(1)

            os.mkdir(savefile)
        savepath = (self.files[0].split('\\')[-1]).split('.')[0] + ".ico"
        savepath = os.path.join(savefile, savepath)
        img.save(savepath, sizes=[(int(2048), int(2048))], quality=100)
        print("Output complete:{}".format(savepath))
        time.sleep(1)
        self.savepath = savepath

    def run(self):
        for file in self.files:
            if os.path.exists(file) == False:
                print("Input image path error, please check and try again!")
                print(file)
                time.sleep(3)
                sys.exit(0)

            if file.split('.')[-1] not in self.ext:
                print("Sorry, the program does not support images in this format.")
                print("Surpported format: *.jpg, *.jpeg, *.png")
                time.sleep(3)
                sys.exit(0)

            if file.split('.')[-1] in self.ext:
                self.handle_picture(file)


if __name__ == "__main__":
    try:
        file = input("Please enter the path of the image:")
        if file[0] == '\"' and file[-1] == "\"":
            file = file[1:-1]
        file = r"{}".format(file)
        ins = Picture(file)
        ins.run()
        print("Opening the output Icon...")
        time.sleep(0.7)
        message = os.popen('\"{}\"'.format(ins.savepath))
        print("The conversion has been completed, and if it fails to open,\n"
              " it may be because your system does not have a default application to open the icon image.")
        print("\nProcess done，\n")
    except Exception as e:
        print("Something went wrong:\n{}".format(e))
        print("\nYou can send an error message and a screenshot of the program to the author's email for help\n")
    finally:
        print("Thank you for using this software.\n@Author : NNUwxl\n"
              "Having additional question can email me at : nnuwxl@gmail.com")
        input()
        

2.定義類Picture和類操作

這里類操作的步驟是
1.先把讀進來的圖片用模塊PIL.Image.convert轉化成RGBA四通道圖
2.利用函式numpy.asarray()將圖片的所有像素轉化成陣列的格式
3.利用cv2.resize()函式將上一步中得到的陣列轉化成2048x2048的陣列（可以理解為圖片重采用成了解析度2048x2048的大小）
4.當然為了保證影像不形變，空出部分用陣列[0 0 0 0]填充
5.最后用PIL.Image物件的from方法生成Image物件，然后用Image物件的save方法保存icon

class Picture:
    def __init__(self, file):
        self.ext = ['jpg', 'jpeg', 'png']
        self.files = [file]
        self.savepath = ""

    def handle_picture(self, file):
        print("Converting to four channel RGBA images...")
        time.sleep(0.5)

        img = Image.open(file).convert('RGBA')
        width = img.size[0]
        height = img.size[1]
        x = width / height
        matrix = np.asarray(img)
        print("The image resolution is being sampled at 2048x2048 size...")
        time.sleep(0.5)

        if width >= height:
            matrix = cv2.resize(matrix, (2048, int(2048 / x)))
            m = np.zeros((2048, 2048, 4), dtype=np.int)
            a = int(2048 / x)
            b = int((2048 - a) / 2)
            for i1 in range(2048):
                for i2 in range(2048):
                    if i1 >= b and i1 < b + a:
                        m[i1][i2] = m[i1][i2] + matrix[i1 - b][i2]


        else:
            matrix = cv2.resize(matrix, (int(x * 2048), 2048))
            m = np.zeros((2048, 2048, 4), dtype=np.int)
            a = int(2048 * x)
            b = int((2048 - a) / 2)
            for i1 in range(2048):
                for i2 in range(2048):
                    if i2 >= b and i2 < b + a:
                        m[i1][i2] = m[i1][i2] + matrix[i1][i2 - b]

        img = Image.fromarray(np.uint8(m), "RGBA")
        print("Output image in *.ico format...")
        time.sleep(0.5)
        savefile0 = os.path.dirname(self.files[0])
        savefile = os.path.join(savefile0, "Output_Icon")
        if os.path.exists(savefile) == False:
            print("Creating the output folder：{}".format(savefile))
            time.sleep(1)

            os.mkdir(savefile)
        savepath = (self.files[0].split('\\')[-1]).split('.')[0] + ".ico"
        savepath = os.path.join(savefile, savepath)
        img.save(savepath, sizes=[(int(2048), int(2048))], quality=100)
        print("Output complete:{}".format(savepath))
        time.sleep(1)
        self.savepath = savepath
        

三、撰寫經歷

博主一開始接觸的python關于影像處理的模塊是opencv(cv2)，所以一開始是想要利用opencv庫完成代碼的撰寫，
因為對opencv模塊有一定的了解，所以，很快啊，cv2.imread()、cv2.imwrite()代碼初步就寫完了，
眾所周知這兩個函式對于中文路徑的識別會出現問題，所以要添加如下代碼，并用其中函式替代:

# 讀取影像，解決imread不能讀取中文路徑的問題, 回傳RGB影像
def cv_imread(filePath):
    cv_img = cv2.imdecode(np.fromfile(filePath, dtype=np.uint8), -1)  # BGR
    ## imdecode讀取的是rgb，如果后續需要opencv處理的話，需要轉換成bgr，轉換后圖片顏色會變化
    # cv_img=cv2.cvtColor(cv_img,cv2.COLOR_RGB2BGR)  # RGB
    return cv_img


# 讀取影像，解決imwrite不能讀取中文路徑的問題
def cv_imwrite(filePath, inputimg):
    cv_img = cv2.imencode(".ico", inputimg)[1].tofile(filePath)
    return cv_img

接下來遇到的問題就是opencv模塊并不支持*.ico格式的圖片輸出，
在網上查閱相關資料發現*.ico圖片格式其實和*.bmp圖片格式是一樣的，只要將*.bmp圖片的后綴名改為.ico就可以將圖片轉化為可供windows使用的icon圖示，
于是題主就使用opencv庫將圖片轉化為bmp格式，再用os庫rename函式，將輸出的bmp重命名成.ico，這樣輸出的圖示雖然可以用圖片瀏覽器打開，但是在設定為檔案夾圖示的時候會有各種各樣的顯示問題，個人猜測可能是由于icon圖示的解析度都是16x16、256x256這樣的正方形，如果圖片是非正方形就會出現顯示問題，
于是利用cv2.resize函式將cv2.imread讀出的影像陣列轉化為正方形陣列，再進行輸出，
但是這樣得到的圖片會有拉伸形變問題，如果我不想要拉伸圖片理應將擴充的像素塊設定成透明，這樣就需要圖片擁有四通道’RGBA’，而簡單翻閱opencv檔案博主發現imwrite并不支持輸出四通道圖片，

唔，這么看來opencv庫屬實不太行，上次想用它實作對視頻中音頻的提取，最后發現人家只支持對視頻中的影像進行處理，壓根就沒在意對視頻中的音頻進行處理；這次又是它不支持對四通道圖片的輸出，

滿滿的絕望，

無奈之下咱們換庫，opencv模塊不行咱用pillow.

pillow的Image.convert(‘RGBA’)可以將圖片轉化成四通道物件；
pillow的Image.size可以回傳圖片的解析度陣列；
pillow的Image.fromarray可以從陣列讀取成Image物件;
pillow的Image.save 可以直接保存*.ico圖示檔案；
opencv模塊，不行，pillow模塊，行！👍

于是就利用pillow讀取圖片并轉化成四通道，numpy.asarray()讀取成陣列，cv2.resize()擴充成想要的解析度，將空缺部分用array[0 0 0 0]替代，最后再用Image.save進行輸出，

但是就是在最后一步的輸出發生了問題，輸出icon的解析度始終只用16x16，這圖能看？

于是只能吭哧吭哧去讀pillow的檔案Pillow官方檔案

好家伙，還需要我指定一個size，最大還不能超過256x256，行吧，先輸出試試

這樣終于能夠輸出256x256的圖示了，

有沒有發現256x256的解析度根本不夠看，特別是在作為檔案夾icon的時候，一張圖能給你糊成馬賽克，可是pillow庫最大只支持256x256怎么辦？
博主嘗試修改pillow的輪子看看能不能突破限制，

找到Image.save中控制icon輸出的代碼部分:

好家伙，它真給限制成256x256的了，
但是沒有關西，我們這里給它稍微改一改：

然后嘗試輸出一下：

成了！👍
好家伙，我直接好家伙，你這塊代碼擱這虛空擋拆呢，明明沒有限制你偏要人為加一手限制，
不知道的還以為你要出付費DLC后續解鎖呢🙊

但是就這解析度對于更精細的圖肯定還是不夠的用，于是我們直接上2048x2048：

終于舒服了，

可優化

還有一些問題等待解決， 比如可以使用python的視窗模塊讓用戶界面更友好，比如將圖片重采樣成2048x2048時運用的是cv2.resize函式將陣列擴充，個人發現這樣的方法會增加圖片的銳度，因為它好像并不會改變陣列的值，比如說重采樣的點在原圖中位于兩個顏色的交界處，那它其實應該取中間色，但是resize函式并沒有這樣做，