Python实现图像手绘效果的方法详解
作者:夏天是冰红茶 发布时间:2021-10-27 08:22:23
图像的数组表示
图像的RGB色彩模式
图像一般使用RGB色彩模式,即每个像素点的颜色由红(R)、绿(G)、蓝(B)组成。
RGB三个颜色通道的变化和叠加得到各种颜色,其中
R 红色,取值范围,0‐255
G 绿色,取值范围,0‐255
B 蓝色,取值范围,0‐255
RGB形成的颜色包括了人类视力所能感知的所有颜色。
PIL库
PIL——Python Image Library
PIL库是一个具有强大图像处理能力的第三方库 在命令行下的安装方法:
#安装
pip install pillow
#引入包
from PIL import Image
Image是PIL库中代表一个图像的类(对象)。
图像组成
图像是一个由像素组成的二维矩阵,每个元素是一个RGB值,它是(R,G,B)。图像是一个三维数组,维度分别是高度、宽度和像素RGB值。
from PIL import Image
import numpy as np
im=np.array(Image.open("beijing.jpg"))
print(im.shape,im.dtype)
它的输出是
(669, 1012, 3) uint8
图像的变换
我们将会完成在读入图像后,获得像素RGB值,修改后保存为新的文件。
让我们先来看看对每个像素形成互补的图像:
from PIL import Image
import numpy as np
a=np.array(Image.open("beijing.jpg"))
b=[255,255,255]-a
im=Image.fromarray(b.astype("uint8"))
im.save('./new.jpg')
再来看看图像进行灰度处理后,剩下两个通道。
from PIL import Image
import numpy as np
a=np.array(Image.open("beijing.jpg").convert("L"))
b=255-a
im=Image.fromarray(b.astype("uint8"))
im.save('./new.jpg')
灰度图像后的区间变换
from PIL import Image
import numpy as np
a=np.array(Image.open("beijing.jpg").convert("L"))
b=(100/255)*a+150
im=Image.fromarray(b.astype("uint8"))
im.save('./new.jpg')
灰度图像后的像素平方
from PIL import Image
import numpy as np
a=np.array(Image.open("beijing.jpg").convert("L"))
b=255*(a/255)**2
im=Image.fromarray(b.astype("uint8"))
im.save('./new.jpg')
那大家也看到了,我们只需要对其b进行修改即可。
图像的手绘效果
手绘效果展示
手绘效果的几个特征:
黑白灰色
边界线条较重
相同或相近色彩趋于白色
略有光源效果
代码展示与讲解
from PIL import Image
import numpy as np
a = np.asarray(Image.open('./beijing.jpg').convert('L')).astype('float')
depth = 10. # (0-100)
grad = np.gradient(a)#取图像灰度的梯度值
grad_x, grad_y = grad #分别取横纵图像梯度值
grad_x = grad_x*depth/100.
grad_y = grad_y*depth/100.
A = np.sqrt(grad_x**2 + grad_y**2 + 1.)
uni_x = grad_x/A
uni_y = grad_y/A
uni_z = 1./A
vec_el = np.pi/2.2 # 光源的俯视角度,弧度值
vec_az = np.pi/4. # 光源的方位角度,弧度值
dx = np.cos(vec_el)*np.cos(vec_az) #光源对x 轴的影响
dy = np.cos(vec_el)*np.sin(vec_az) #光源对y 轴的影响
dz = np.sin(vec_el) #光源对z 轴的影响
b = 255*(dx*uni_x + dy*uni_y + dz*uni_z) #光源归一化
b = b.clip(0,255)
im = Image.fromarray(b.astype('uint8')) #重构图像
im.save('./beijingHD.jpg')
梯度的重构
利用像素之间的梯度值和虚拟深度值对图像进行重构,根据灰度变化来模拟人类视觉的远近程度。
depth = 10.
grad = np.gradient(a)
grad_x, grad_y = grad
grad_x = grad_x*depth/100.
grad_y = grad_y*depth/100.
depth预设深度值为10,其取值范围0‐100,再提取x和y方向的梯度值,根据深度调整x和y方向的梯度值。
光源效果
根据灰度变化来模拟人类视觉的远近程度。
设计一个位于图像斜上方的虚拟光源
光源相对于图像的俯视角为Elevation,方位角为Azimuth
建立光源对个点梯度值的影响函数
运算出各点的新像素值
vec_el = np.pi/2.2
vec_az = np.pi/4.
dx = np.cos(vec_el)*np.cos(vec_az)
dy = np.cos(vec_el)*np.sin(vec_az)
dz = np.sin(vec_el)
np.cos(vec_el)为单位光线在地平面上的投影长度,dx, dy, dz是光源对x/y/z三方向的影响程度。
梯度归一化
A = np.sqrt(grad_x**2 + grad_y**2 + 1.)
uni_x = grad_x/A
uni_y = grad_y/A
uni_z = 1./A
b = 255*(dx*uni_x + dy*uni_y + dz*uni_z)
A是构造x和y轴梯度的三维归一化单位坐标系,然后梯度与光源相互作用,将梯度转化为灰度
图像生成
b = b.clip(0,255)
im = Image.fromarray(b.astype('uint8')) #重构图像
im.save('./beijingHD.jpg')
在这里,为避免数据越界,将生成的灰度值裁剪至0‐255区间
来源:https://blog.csdn.net/m0_62919535/article/details/126961752
猜你喜欢
- 问题简述在 Windows 系统上,我使用 Python 3.11 的 pip 工具安装 lxml 等库时会出现以下报错:error: Mi
- 简单Python词法分析器实现,供大家参考,具体内容如下词法分析器状态转换图:词法分析器总流程图:预处理程序:词法分析器:词法分析器程序详细
- python的正则是通过re模块的支持匹配的3个函数match :只从字符串的开始与正则表达式匹配,匹配成功返回matchobject,否则
- 前面我们用python实现了贪吃蛇、坦克大战、飞船大战、五子棋等游戏今天我们用python来实现一下扫雷游戏本游戏代码量和源文件较多可以从我
- 1. ndarray的属性数组的属性反映了数组本身固有的信息。常用的查看数组属性的相关语法如下表格所示:属性名称属性解释ndarray.sh
- 1. 加载数据集这次我们搭建一个小小的多层线性网络对糖尿病的病例进行分类首先先导入需要的库文件先来看看我们的数据集观察可以发现,前八列是我们
- 用下列方法可以做到: main.htm<html><body><form action="
- 先把这个script加到你的页面里:http://code.google.com/p/doufu/source/browse/trunk/n
- 对于路径中含有中文的图像,直接用cv2.imread读取会报错,上次看到有大佬使用cv2.imdecode就可以正常读取,有点好奇,所以今天
- # set 不支持索引和切片,是一个无需的不重复得到容器# 类似于字典,但是只有key 没有value# 创建集合dic1={}set1={
- 在Python列表操作中:列表乘以某一个数,如list2 = list1 * 2 得到一个新的列表是list1的元素重复n次,且list1不
- 之前在比赛的时候需要用Python实现灰色关联分析,从网上搜了下只有实现两个列之间的,于是我把它改写成了直接想Pandas中的计算工具直接计
- 目录1、typing介绍2、typing的作用3、常用类型3.1 代码示例4、typing模块的其他用法4.1 类型别名4.2 NewTyp
- 本文实例为大家分享了GO原生实现文件上传功能的具体代码,供大家参考,具体内容如下写在前面最近在学习go,发现实践才是检验真理的唯一标准。在不
- 下面先给大家介绍下python获取酷狗音乐top500的下载地址 MP3格式,具体代码如下所示:# -*- coding: utf-8 -*
- 什么是yaml一种标记语言。yaml 是专门用来写配置文件的语言,非常简洁和强大更直观,更方便,有点类似于json格式yaml文件格式:te
- 本文实例讲述了php实现的美国50个州选择列表。分享给大家供大家参考。具体如下:这里展示的是php生成的美国50个州的选择列表,自动选择当前
- python中使用input()函数来获取用户输入函数 input() 让程序暂停运行,等待用户输入一些文本,获取用户的输入后,Python
- 1.定时器Timer定时器源码实现,和自定义一个线程方式一样,都是继承Thread类,重写了run()方法,只是实现的功能是延时执行一个函数
- 本文实例讲述了Python过滤列表用法。分享给大家供大家参考,具体如下:过滤列表[mapping-expression for elemen