画像をマトリックス風に変換する

画像を映画「マトリックス」の仮想現実シーンのように変換します。反転した緑色のカタカナで表現された印象的なシーンをまねします。
変換する画像をエッジ検出しエッジ部分を反転した緑色のカタカナで置き換えます。

アスキーアートを自動生成する

環境

windows10 home
Anaconda 3/ jupyter notebook 5.6.0
Python 3.7.0
Pillow 5.2.0
OpenCV 4.0.0

準備

画像ファイルはフリー写真素材ぱくたそからダウンロードさせていただき、jupyter notebookファイル(***.ipynb)と同じディレクトリにファイル名’hand.jpg'で保存しました(元画像のサイズは800x1583)。

f:id:T_A_T:20200611210025j:plain

コード

pillowでカタカナの文字列を画像化し180°回転、変換したい画像をOpenCVで読み出しcv2.Cannyでエッジ検出、エッジ画像の画素値を調べエッジがあれば反転文字列のランダムな文字に置き換えます。

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
import cv2
import numpy as np
import random

font_size = 24  # フォントサイズ
text = 'ｱｲｳｴｵｶｷｸｹｺｻｼｽｾｿﾀﾁﾂﾃﾄﾅﾆﾇﾈﾉﾊﾋﾌﾍﾎﾏﾐﾑﾒﾓﾔﾕﾖﾗﾘﾙﾚﾛﾜｦﾝ1234567890#%&$'  # 文字列
font = ImageFont.truetype('C:\Windows\Fonts\msgothic.ttc', font_size)  # フォントの指定
im = Image.new('RGB', (int(len(text)/2*font_size), font_size), (0, 0, 0))  # 下地となるイメージオブジェクトの生成
draw = ImageDraw.Draw(im)  # drawオブジェクトを生成
draw.text((0, 0),text, fill=(80, 255, 80), font=font)  # 文字列を画像に描画 
im_rotate = im.rotate(180)  #180°回転
im_rotate.save('text.png')  # 画像をファイル名'text.png'で保存

text_img = cv2.imread('text.png')  # 反転文字画像の読み出し　　
img = cv2.imread('hand.jpg',0)  # 変換する画像をグレースケールで読み出し
height, width = img.shape  # 画像の高さ幅取得
edges = cv2.Canny(img,50,150)  # 画像のエッジ検出

# font_sizeの整数倍にエッジ画像をリサイズ
resize_x = width//font_size*font_size
resize_y = height//font_size*font_size
resize = cv2.resize(edges,(resize_x, resize_y)) 

matrix = np.zeros((resize_y, resize_x, 3), np.uint8) # リサイズしたエッジ画像と同じサイズの黒画像を生成

# エッジ画像を置き換える文字のサイズに分割して
# エッジがあれば(画素値が0でなければ)ランダムに選んだ反転文字に置き換える
for y in range(0, resize_y, font_size):
    for x in range(0, resize_x, int(font_size/2)):
        if np.amax(resize[y:y+font_size, x:x+int(font_size/2)])>0: # ブロックごとの画素最大値が1以上か判定
            pos = int(random.random()*len(text))*int(font_size/2)
            matrix[y:y+font_size, x:x+int(font_size/2)] = text_img[0:font_size, pos:pos+int(font_size/2)]

cv2.imwrite('matrix.png', matrix)  # 画像を保存

実行結果

元画像、エッジ検出画像(途中経過)、変換画像を並べました。ランダムな緑色の反転文字で置き換わっています。 f:id:T_A_T:20200611210557p:plain

別の画像で試してみます。 f:id:T_A_T:20200611211254j:plain

コード

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
import cv2
import numpy as np
import random

font_size = 8 # フォントサイズ
text = 'ｱｲｳｴｵｶｷｸｹｺｻｼｽｾｿﾀﾁﾂﾃﾄﾅﾆﾇﾈﾉﾊﾋﾌﾍﾎﾏﾐﾑﾒﾓﾔﾕﾖﾗﾘﾙﾚﾛﾜｦﾝ1234567890#%&$'  # 文字列
font = ImageFont.truetype('C:\Windows\Fonts\msgothic.ttc', font_size)  # フォントの指定
im = Image.new('RGB', (int(len(text)/2*font_size), font_size), (0, 0, 0))  # 下地となるイメージオブジェクトの生成
draw = ImageDraw.Draw(im)  # drawオブジェクトを生成
draw.text((0, 0),text, fill=(80, 255, 80), font=font)  # 文字列を画像に描画 
im_rotate = im.rotate(180)  #180°回転
im_rotate.save('text.png')  # 画像をファイル名'text.png'で保存

text_img = cv2.imread('text.png')  # 反転文字画像の読み出し　　
img = cv2.imread('keisansyou.jpg',0)  # 変換する画像をグレースケールで読み出し
height, width = img.shape  # 画像の高さ幅取得
edges = cv2.Canny(img,50,200)  # 画像のエッジ検出

# font_sizeの整数倍にエッジ画像をリサイズ
resize_x = width//font_size*font_size
resize_y = height//font_size*font_size
resize = cv2.resize(edges,(resize_x, resize_y)) 

matrix = np.zeros((resize_y, resize_x, 3), np.uint8) # リサイズしたエッジ画像と同じサイズの黒画像を生成

# エッジ画像を置き換える文字のサイズに分割して
# エッジがあれば(画素値が0でなければ)ランダムに選んだ反転文字に置き換える
for y in range(0, resize_y, font_size):
    for x in range(0, resize_x, int(font_size/2)):
        if np.amax(resize[y:y+font_size, x:x+int(font_size/2)])>0: # ブロックごとの画素最大値が1以上か判定
            pos = int(random.random()*len(text))*int(font_size/2)
            matrix[y:y+font_size, x:x+int(font_size/2)] = text_img[0:font_size, pos:pos+int(font_size/2)]

cv2.imwrite('matrix.png', matrix)  # 画像を保存