使用python去编写PDF转换成为EPUB以及MOBI工具

在数字时代，PDF格式因其可靠性和跨平台特性成为了文档分享的标准。然而，当我们需要在电子阅读器上阅读这些文档时，转换为EPUB或MOBI格式会提供更好的阅读体验。今天，我们将深入分析一个使用Python和wxPython开发的PDF转换工具，探讨其实现原理和技术细节。
C:\pythoncode\new\ConvertPdfToEpub.py

需求分析

在开始编码之前，让我们明确需求：

1. 用户友好的界面，允许选择源PDF文件和目标文件夹
2. 支持将PDF转换为EPUB格式
3. 提供转换进度显示
4. 不依赖外部工具，全部使用Python库实现

技术选型

基于需求，我们选择了以下技术栈：

• wxPython: 提供跨平台GUI界面
• PyMuPDF (fitz): 处理PDF文件，提取文本和图像
• ebooklib: 创建和操作EPUB文件
• PIL (Pillow): 处理图像转换
• PyPDF2: 辅助验证PDF文件

代码结构分析

让我们详细分析代码的主要组成部分：

1. 导入必要库

import wx
import os
import sys
import io
import tempfile
from pathlib import Path
from PyPDF2 import PdfReader
from PIL import Image
from ebooklib import epub
from reportlab.lib.pagesizes import letter
from reportlab.pdfgen import canvas
import fitz  # PyMuPDF

这些库提供了文件操作、PDF处理、图像处理和电子书创建的功能。特别注意，fitz是PyMuPDF的一部分，是PDF处理的核心库。

2. 主窗口类设计

class PDFConverterFrame(wx.Frame):
    def __init__(self, parent=None):
        super(PDFConverterFrame, self).__init__(
            parent, 
            title="PDF转换器", 
            size=(500, 400)
        )

这里定义了一个继承自wx.Frame的主窗口类，设置了窗口标题和大小。

3. 用户界面组件

代码中创建了以下主要UI组件：

• 文件选择文本框和按钮
• 输出文件夹选择文本框和按钮
• 格式选择下拉菜单
• 进度条
• 转换按钮
• 状态文本显示区域

这些组件通过布局管理器组织在窗口中：

vbox = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
# ... 添加各种组件
panel.SetSizer(vbox)

4. 事件处理函数

文件选择事件

def on_choose_pdf(self, event):
    with wx.FileDialog(
        self, 
        message="选择PDF文件", 
        wildcard="PDF文件 (*.pdf)|*.pdf",
        style=wx.FD_OPEN | wx.FD_FILE_MUST_EXIST
    ) as file_dialog:
        if file_dialog.ShowModal() == wx.ID_CANCEL:
            return
        
        self.pdf_path = file_dialog.GetPath()
        self.pdf_text.SetValue(self.pdf_path)
        self.status_text.SetLabel("")

这个函数使用wx.FileDialog创建一个文件选择对话框，让用户选择PDF文件，并将选择的文件路径存储在self.pdf_path变量中。

文件夹选择事件

def on_choose_folder(self, event):
    with wx.DirDialog(
        self, 
        message="选择输出文件夹",
        style=wx.DD_DEFAULT_STYLE | wx.DD_DIR_MUST_EXIST
    ) as dir_dialog:
        if dir_dialog.ShowModal() == wx.ID_CANCEL:
            return
        
        self.output_folder = dir_dialog.GetPath()
        self.folder_text.SetValue(self.output_folder)
        self.status_text.SetLabel("")

类似地，这个函数使用wx.DirDialog创建一个文件夹选择对话框，让用户选择输出文件夹。

格式选择事件

def on_format_choice(self, event):
    selection = self.format_choice.GetSelection()
    if selection == 0:
        self.output_format = "epub"
    else:
        self.output_format = "mobi"

这个函数根据用户在下拉菜单中的选择，设置输出格式为EPUB或MOBI。

5. 转换功能核心实现

转换功能的入口是on_convert方法：

def on_convert(self, event):
    if not self.pdf_path:
        self.status_text.SetLabel("请先选择PDF文件")
        return
    
    if not self.output_folder:
        self.status_text.SetLabel("请先选择输出文件夹")
        return
    
    try:
        # 获取文件名（不带扩展名）
        filename = os.path.basename(self.pdf_path)
        filename_no_ext = os.path.splitext(filename)[0]
        
        # 根据选择的格式创建输出文件路径
        output_filename = f"{filename_no_ext}.{self.output_format}"
        output_path = os.path.join(self.output_folder, output_filename)
        
        # 显示正在处理
        self.status_text.SetLabel(f"正在将PDF转换为{self.output_format.upper()}格式，请稍候...")
        
        # 执行转换
        if self.output_format == "epub":
            self.convert_to_epub(self.pdf_path, output_path)
        else:
            # 如果选择了MOBI，我们先转换为EPUB，然后提示用户
            epub_path = os.path.join(self.output_folder, f"{filename_no_ext}.epub")
            self.convert_to_epub(self.pdf_path, epub_path)
            self.status_text.SetLabel(f"转换成功！已将PDF转换为EPUB格式，保存为{epub_path}")
            self.status_text.SetLabel(f"注意：MOBI格式需要使用额外工具（如Kindlegen）转换。已生成EPUB作为替代。")
        
        self.progress.SetValue(100)
        
    except Exception as e:
        self.status_text.SetLabel(f"转换失败：{str(e)}")
        self.progress.SetValue(0)

这个方法首先验证必要的输入参数，然后根据用户选择的格式调用相应的转换函数。对于MOBI格式，由于其复杂性，我们先将PDF转换为EPUB格式，然后提示用户使用额外工具进行后续转换。

6. PDF到EPUB的转换实现

PDF到EPUB的转换是整个程序的核心功能，由convert_to_epub方法实现：

def convert_to_epub(self, pdf_path, output_path):
    try:
        # 创建一个EPUB书籍
        book = epub.EpubBook()
        
        # 设置元数据
        book.set_identifier(f"id-{os.path.basename(pdf_path)}")
        book.set_title(os.path.splitext(os.path.basename(pdf_path))[0])
        book.set_language('zh')
        
        # 打开PDF
        pdf_document = fitz.open(pdf_path)
        num_pages = len(pdf_document)
        
        chapters = []
        toc = []
        spine = ['nav']
        
        # 处理每一页
        for page_num in range(num_pages):
            # 更新进度
            progress_value = int((page_num / num_pages) * 100)
            self.update_progress(progress_value)
            
            # 从PDF中提取文本
            page = pdf_document[page_num]
            text = page.get_text()
            
            # 创建一个章节
            chapter_title = f"第 {page_num + 1} 页"
            chapter = epub.EpubHtml(title=chapter_title, file_name=f'page_{page_num + 1}.xhtml')
            
            # 基本的HTML内容
            chapter_content = f"""
            <html>
            <head>
                <title>{chapter_title}</title>
            </head>
            <body>
                <h1>{chapter_title}</h1>
                <div style="white-space: pre-wrap;">
                    {text}
                </div>
            """
            
            # 提取页面图像
            try:
                pix = page.get_pixmap(matrix=fitz.Matrix(2, 2))
                img_data = pix.tobytes("png")
                
                # 将图像添加到EPUB
                img_filename = f'image_page_{page_num + 1}.png'
                book.add_item(epub.EpubItem(
                    uid=f'image_{page_num + 1}',
                    file_name=f'images/{img_filename}',
                    media_type='image/png',
                    content=img_data
                ))
                
                # 在章节中添加图像引用
                chapter_content += f"""
                    <div>
                        <img src="images/{img_filename}" alt="Page {page_num + 1}" />
                    </div>
                """
            except Exception as e:
                print(f"无法处理第 {page_num + 1} 页的图像: {str(e)}")
            
            chapter_content += """
            </body>
            </html>
            """
            
            chapter.content = chapter_content
            book.add_item(chapter)
            
            chapters.append(chapter)
            toc.append(epub.Link(f'page_{page_num + 1}.xhtml', chapter_title, f'page_{page_num + 1}'))
            spine.append(chapter)
        
        # 添加导航文件
        book.add_item(epub.EpubNcx())
        book.add_item(epub.EpubNav())
        
        # 添加目录
        book.toc = toc
        
        # 设置spine
        book.spine = spine
        
        # 写入EPUB文件
        epub.write_epub(output_path, book)
        
        self.status_text.SetLabel(f"转换成功！已将PDF（{num_pages}页）转换为EPUB格式，保存为{os.path.basename(output_path)}")
        return True
        
    except Exception as e:
        raise Exception(f"EPUB转换错误: {str(e)}")

这个方法的主要步骤包括：

1. 创建EPUB书籍对象并设置元数据
2. 打开PDF文档并获取页数
3. 逐页处理PDF内容：
   • 提取文本内容
   • 创建对应的EPUB章节
   • 提取页面图像并添加到EPUB
4. 添加导航和目录信息
5. 写入EPUB文件

7. 进度更新函数

def update_progress(self, value):
    self.progress.SetValue(value)
    wx.Yield()

这个简单的方法更新进度条的值，并调用wx.Yield()处理GUI事件，确保界面响应。

8. 程序入口

if __name__ == "__main__":
    app = wx.App()
    frame = PDFConverterFrame()
    app.MainLoop()

这段代码创建了wxPython应用对象，实例化主窗口，并启动主事件循环。

技术亮点分析

1. 使用PyMuPDF提取PDF内容

PyMuPDF是一个强大的PDF处理库，它可以提取PDF中的文本和图像。我们使用它来获取PDF的页面内容：

page = pdf_document[page_num]
text = page.get_text()

对于图像，我们使用get_pixmap方法将PDF页面渲染为图像：

pix = page.get_pixmap(matrix=fitz.Matrix(2, 2))
img_data = pix.tobytes("png")

这里使用fitz.Matrix(2, 2)参数增加了图像分辨率，提高了输出质量。

2. 使用ebooklib创建EPUB

ebooklib库提供了丰富的API来创建和操作EPUB文件。我们使用它来：

1. 创建EPUB书籍对象：book = epub.EpubBook()
2. 设置元数据：book.set_title(...)
3. 添加章节内容：book.add_item(chapter)
4. 创建导航结构：book.toc = toc, book.spine = spine
5. 写入EPUB文件：epub.write_epub(output_path, book)

3. 进度反馈机制

为了提供良好的用户体验，我们实现了进度反馈机制：

progress_value = int((page_num / num_pages) * 100)
self.update_progress(progress_value)

这使用户可以看到转换进度，特别是对于大型PDF文件，这一点非常重要。

4. 异常处理

代码中包含了全面的异常处理，确保程序在遇到错误时能够提供有用的反馈，而不是简单地崩溃：

try:
    # 转换逻辑
except Exception as e:
    self.status_text.SetLabel(f"转换失败：{str(e)}")
    self.progress.SetValue(0)

运行结果