有了這個方法群聊斗圖你就不會輸了(Python imageio制作gif動圖)

原文鏈接：http://www.juzicode.com/python-funny-imageio-make-gif

先說需要用到的3個模塊，imageio用來讀寫影像檔案、imageio-ffmpeg是imageio的擴展模塊，用來處理視頻檔案、pygifsicle用來對gif檔案做優化，可以裁剪檔案大小，

通過pip命令完成庫的安裝：

python -m pip install  imageio  imageio-ffmpeg  pygifsicle
或者:
pip install  imageio  imageio-ffmpeg  pygifsicle

匯入模塊時imageio-ffmpeg不需要再單獨匯入，用一句import imageio即可包含：

import imageio
import pygifsicle 

gifsicle的安裝

因為pygifsicle只是gifsicle工具的封裝，該模塊的使用需要先安裝了gifsicle，

找到gifsicle官網Gifsicle: Command-Line Animated GIFs下載安裝包，根據自己的系統選擇相應的安裝包，比如windows系統選擇“Windows ports”：

安裝包下載后在本地完成解壓，桔子菌解壓后的路徑為D:\juzicode\gifsicle-1.92-win64\gifsicle-1.92，然后在環境變數的PATH中添加該路徑，添加完成后打開新的命令列才能使用新的環境變數，輸入gifsicle –version 確認是否完成安裝，如果看到相應的版本號表示安裝完成：

D: > gifsicle --version
LCDF Gifsicle 1.92
Copyright (C) 1997-2019 Eddie Kohler
This is free software; see the source for copying conditions.
There is NO warranty, not even for merchantability or fitness for a
particular purpose.

注意因為重新設定了環境變數，需要重新開啟命令列界面重新運行程式，如果使用的是jupyter(Notebook)也需要重新啟動jupyter，否則也會出現和沒有安裝gifsicle時一樣的例外：“FileNotFoundError: The gifsicle library was not found on your system”，

多個靜態檔案生成gif

先介紹下如何從多個靜態檔案生成gif動圖，

可以將靜態圖片都保存在pic_path所指的目錄下，要生成的gif檔案名稱保存在gif_name變數中：

pic_path = 'tom\\'#靜態圖片路徑
gif_name = 'tom.gif' #生成gif的檔案名稱

利用imageio.imread(檔案路徑名稱)的方式讀檔案，回傳的資料型別為class ‘imageio.core.util.Array’等價于numpy陣列，numpy陣列的方法、屬性也可以用在它上面，比如獲取極值，求和等等 ：

x=imageio.imread('tom\\001.jpg')
print('type(x):',type(x))
print('x.shape:',x.shape)
print('x.max():',x.max())
print('x.sum():',x.sum())

運行結果：
type(x): <class 'imageio.core.util.Array'>
x.shape: (432, 624, 3)
x.max(): 253
x.sum(): 124952013

pic_path所指目錄下的圖片檔案按照要寫入幀的順序命名：

先獲取該目錄下所有的檔案名存入到images串列中，然后用sort()排序，再通過imageio.imread()逐一讀出檔案存入到串列frames中：

#讀檔案
images = os.listdir(pic_path)
images.sort()
frames =  [imageio.imread(pic_path+f) for f in images]

然后利用imageio.mimwrite()將frames寫入到gif檔案中，duration表示gif檔案各幀之間的時間間隔：

#圖片幀寫入gif檔案
imageio.mimwrite(gif_name, frames, 'GIF', duration= 0.1)

直接生成的檔案會比較大，可以再使用pygifsicle進行優化，優化后的檔案大小可以減小一半左右：

#優化gif檔案大小
gif_name_opt = 'tom-opt.gif' #優化后生成的gif檔案名稱
pygifsicle.optimize(gif_name, gif_name_opt) 

完整的代碼是這樣的：

#juzicode.com / VX公眾號:桔子code  
import os
import imageio
import pygifsicle 

pic_path = 'tom\\'#靜態圖片路徑
gif_name = 'tom.gif' #生成gif的檔案名稱
gif_name_opt = 'tom-opt.gif' #優化后生成的gif檔案名稱
#讀檔案
images = os.listdir(pic_path)
images.sort()
frames =  [imageio.imread(pic_path+f) for f in images]
#圖片幀寫入gif檔案
imageio.mimwrite(gif_name, frames, 'GIF', duration= 0.1)
#優化gif檔案大小
pygifsicle.optimize(gif_name, gif_name_opt) 

生成的效果圖：

另外一種方法是先用imageio.get_writer()創建writer物件，接下來每讀出一幅影像用writer.append_data()方法寫入到gif檔案，創建write物件時mode=’I’表示要創建的物件為多圖模式，gif選擇該模式（經過桔子菌測驗mode=’i’也是可行的，不過建議和官方檔案保持一致）：

#juzicode.com / VX公眾號:桔子code  
import os
import imageio
import pygifsicle 

pic_path = 'tom\\'#靜態圖片路徑
gif_name = 'tom2.gif' #生成gif的檔案名稱
gif_name_opt = 'tom-opt2.gif' #優化后生成的gif檔案名稱

images = os.listdir(pic_path)
images.sort()
#創建寫方法
writer= imageio.get_writer(gif_name, mode='I',duration=0.1)
#逐幀寫入
for f in images:
    frame = imageio.imread(pic_path+f)
    writer.append_data(frame)
#關閉writer    
writer.close()
#優化gif檔案大小
pygifsicle.optimize(gif_name, gif_name_opt) 

在用靜態圖片生成gif時，如果靜態圖片的尺寸大小不一致，也是能正常得到gif檔案的，但是其中尺寸較小的影像在左上角對齊后，右方或下方會出現“留白”，要解決這個問題，可以借助OpenCV的resize()等方法將影像的尺寸統一起來，這里不再做展開，

視頻檔案生成gif

前面介紹了從多個靜態圖生成動圖的方式，下面聊聊從視頻檔案生成gif動態圖，

首先要解決從視頻檔案讀出的問題，這里需要用到imageio.get_reader()創建讀檔案物件reader，傳入的引數是視頻檔案的名稱：

vedio_name = 'jerry.mp4'
#創建讀視頻物件
reader = imageio.get_reader(vedio_name) 

生成的reader就可以用作迭代器每回圈一次取出一幀影像，

和用靜態檔案生成gif動態圖一樣，也可以用前面的imageio.mimwrite()方法和imageio.get_writer()創建寫物件的方法，這里用后者：

gif_name = 'jerry.gif'
#創建寫gif物件 
writer= imageio.get_writer(gif_name, mode='I',duration=0.1)

然后用reader迭代，在回圈里面每次呼叫writer.append_data()方法寫入gif檔案：

for img in reader:
    #添加影像到writer物件
    writer.append_data(img)

最后是關閉reader和writer物件，呼叫gifsicle優化：

writer.close()
reader.close()
#優化gif檔案大小
pygifsicle.optimize(gif_name, gif_name_opt) 

雖然用上面的步驟可以生成gif圖片，但是一個內容20s左右大小不到1M的mp4檔案生成的gif，經過優化后也有10幾M，這是不能接受的，

前面的方法每讀出一幀都寫入到了gif檔案中，但是視頻檔案有個特點是相鄰的幀有可能差別很小，這種細微差別的幀對于gif圖片是可以丟棄掉的，我們可以在每次回圈時對比上一次寫入幀的差異，如果差異小于一定數值這一幀就不做寫入，差異量可以是平均值、差值絕對值、差值比等等，這里我們用差值比來實作，

經過修改后完整的示例代碼如下：

#juzicode.com / VX公眾號:桔子code  
import imageio
import numpy as np
import pygifsicle 

vedio_name = 'jerry.mp4'
gif_name = 'jerry.gif'
gif_name_opt = 'jerry-opt.gif'
#創建讀視頻物件
reader = imageio.get_reader(vedio_name) 
meta_data = reader.get_meta_data()
print('meta_data',meta_data) 
#創建寫gif物件 
writer= imageio.get_writer(gif_name, mode='I',duration=0.1)

for i,img in enumerate(reader):
    if i==0: img_last = np.ones(img.shape)#第一次進來時需要創建img_last
    #檢查畫面變化，如果變化不大，該幀不保留，繼續下一幅影像
    diff = np.abs(img-img_last)      #計算當前幀和上一幀差異的絕對值
    diff_sum = np.sum(diff)          #計算差異絕對值的和
    print('np.sum(diff)',diff_sum)
    img_last_sum = np.sum(img_last)  #計算上一幀的總和
    ratio = diff_sum / img_last_sum  #計算差異比
    print('ratio',ratio)
    if ratio <0.25:                  #如果差異比小于0.25跳過這一幀
        continue
    #添加影像到writer物件
    writer.append_data(img)
    #保留上一幅影像用來對比
    img_last =  img.copy()
    
writer.close()
reader.close()
#優化gif檔案大小
pygifsicle.optimize(gif_name, gif_name_opt) 

經過優化后，生成的gif檔案縮小到了原來的1/4左右：

上效果圖：

有了今天介紹的方法，你可以稍作改動，比如打開一個視頻檔案每次讀入100幀圖片生成一個gif檔案，一個視頻檔案就可能生成N個gif檔案，然后從這些gif檔案里面選擇你想要的內容拿來斗圖了，

動動手指，bug敲起來，

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