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Python 的一萬種用法:生成字符視頻

發(fā)布人:AI科技大本營 時間:2021-05-25 來源:工程師 發(fā)布文章

以下文章來源于新建文件夾X ,作者ZackSock

前言

在之前也寫過生成字符視頻的文章,但是使用的是命令行窗口輸出,效果不是很好,而且存在卡頓的情況。于是我打算直接生成一個mp4的字符視頻。大致思路和之前一樣:Python20行代碼實現(xiàn)視頻字符化。

下面來看一個效果圖:

1.gif

卡卡西vs帶土效果截取

OpenCV的操作圖像

我們先來看一些基本操作。首先我們需要安裝OpenCV,執(zhí)行下面語句:

pip install opencv-python

之后就可以使用了。

1.1、讀取和顯示

我們直接看代碼:

import cv2
# 讀取圖片
img = cv2.imread("1.jpg")
# 顯示圖片
cv2.imshow("img", img)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

其中waitKey是等待輸入的函數(shù),因為imshow之后顯示一瞬間,所以我們需要調(diào)用它。而destroyAllWindows是釋放窗口。

1.2、灰度轉換

灰度轉換就是將圖片轉換成黑白圖片(灰色),這樣可以方便我們處理像素。代碼如下:

import cv2
img = cv2.imread("1.jpg")
# 灰度轉換
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

我們還可以直接以灰度形式讀入:

import cv2
# 以灰度形式讀入
img = cv2.imread("1.jpg", 0)

1.3、獲取圖片尺寸并修改尺寸

我們直接看代碼:

import cv2
img = cv2.imread("1.jpg", 0)
# 獲取圖片的高寬
h, w = img.shape
# 縮放圖片
res = cv2.resize(img, (w//2, h//2))

因為img的shape屬性是一個元組,所以我們可以直接自動拆包。

然后調(diào)用cv2.resize函數(shù),第一個參數(shù)傳入圖片,第二個參數(shù)傳入修改后的尺寸。

1.4、繪制文字

繪制文字我們需要調(diào)用cv2.putText函數(shù),代碼如下:

import cv2
img = cv2.imread('1.jpg')
# 繪制文字
cv2.putText(
    # 被繪制的圖片
    img, 
    # 要繪制的文字
    'Hello',
    # 文字左下角的坐標
    (100, 500),
    # 字體
    cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,
    # 字體大小縮放
    20, 
    # 文字顏色
    (0, 0, 0),
    # 文字粗細
    10
)

我們只需要注意這些參數(shù)就好了。

1.5、讀取視頻

讀取視頻的操作一般是通用的,代碼如下:

import cv2
# 讀取視頻
cap = cv2.VideoCapture('1.mp4')
# 獲取視頻的幀率
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
# 循環(huán)讀取圖片的每一幀
while True:
    # 讀取下一幀
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        break
    else:
        pass
cap.release()

上面我們獲取的視頻的幀,在寫入視頻的時候我們需要用到。

1.6、寫入視頻

寫入視頻的操作也是常規(guī)代碼:

import cv2
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
writer = cv2.VideoWriter('11.mp4', fourcc, fps, (w, h))
# 寫入視頻
writer.write(frame)
***
write.release()

有了這些知識,我們就可以開始下一步工作了。

像素映射成字符

對于只有一個通道的圖片,我們可以把它當成一個矩形,這個矩形最小單位就是一個像素。而字符化的過程就是用字符替代像素點的過程。所以我們要遍歷圖像的每個像素點,但是我們應該用什么字符取代呢?

我們顏色有一個參照表,而opencv將這個參數(shù)表切割成256份,代表不同的程度,我們也可以做一個參照表,不過表中的內(nèi)容不是顏色,而是字符。

2.png

顏色表

上圖為顏色表,我們可以使顏色表和字符表建立映射關系。假如字符表如下:

mqpka89045321@#$%^&*()_=||||}

我們可以得到下列公式:

3.png

字符和顏色之間等式

經(jīng)過變換可以求得相應顏色對應字符表中的字符:

4.png

計算字符下標的公式

這個公式不理解也沒關系,只需要會用即可。下面就是我們像素轉字符的代碼:

def pixel2char(pixel):
    char_list = "@#$%&erytuioplkszxcv=+---.     "
    index = int(pixel / 256 * len(char_list))
    return char_list[index]

這個字符表是可以自己定義的。

生成字符圖片

現(xiàn)在我們只需要將像素逐個轉換成字符就好了,代碼如下:

def get_char_img(img, scale=4, font_size=5):
    # 調(diào)整圖片大小
    h, w = img.shape
    re_im = cv2.resize(img, (w//scale, h//scale))
    # 創(chuàng)建一張圖片用來填充字符
    char_img = np.ones((h//scale*font_size, w//scale*font_size), dtype=np.uint8)*255
    font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
    # 遍歷圖片像素
    for y in range(0, re_im.shape[0]):
        for x in range(0, re_im.shape[1]):
            char_pixel = pixel2char(re_im[y][x])
            cv2.putText(char_img, char_pixel, (x*font_size, y*font_size), font, 0.5, (0, 0, 0))
    return char_img

這里我們使用了一個np.ones函數(shù),它的作用我們理解為生成一個黑色圖片。

生成的尺寸我們先除了scale,然后再乘font_size。scale是原圖的縮小程度,因為像素有很多,所以我們需要先把圖片縮小。而為了讓我們的字體顯示更清楚,我們需要把生成的字符圖片放大。

因此需要注意,雖然我們生成的圖片看起來單調(diào),但是當font_size設置為5時,得到的圖片已經(jīng)比較大了。因此當你生成長時間的視頻時,會花費比較多的時間,生成的視頻也比較大。

我們來測試一下上面的函數(shù):

import cv2
import numpy as np
def pixel2char(pixel):
    char_list = "@#$%&erytuioplkszxcv=+---.     "
    index = int(pixel / 256 * len(char_list))
    return char_list[index]
def get_char_img(img, scale=4, font_size=5):
    # 調(diào)整圖片大小
    h, w = img.shape
    re_im = cv2.resize(img, (w//scale, h//scale))
    # 創(chuàng)建一張圖片用來填充字符
    char_img = np.ones((h//scale*font_size, w//scale*font_size), dtype=np.uint8)*255
    font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
    # 遍歷圖片像素
    for y in range(0, re_im.shape[0]):
        for x in range(0, re_im.shape[1]):
            char_pixel = pixel2char(re_im[y][x])
            cv2.putText(char_img, char_pixel, (x*font_size, y*font_size), font, 0.5, (0, 0, 0))
    return char_img
if __name__ == '__main__':
    img = cv2.imread('dl.jpg', 0)
    res = get_char_img(img)
    cv2.imwrite('d.jpg', res)

效果如下:

5.png

生成的字符畫

可以看到效果還是很不錯的。

生成字符視頻

有了上面的代碼,我們就可以對整個視頻進行轉換了。將視頻轉換成字符視頻的代碼如下:

def generate(input_video, output_video):
    # 1、讀取視頻
    cap = cv2.VideoCapture(input_video)
    # 2、獲取視頻幀率
    fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
    # 讀取第一幀,獲取轉換成字符后的圖片的尺寸
    ret, frame = cap.read()
    char_img = get_char_img(cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY), 4)
    # 創(chuàng)建一個VideoWriter,用于保存視頻
    fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
    writer = cv2.VideoWriter(output_video, fourcc, fps, (char_img.shape[1], char_img.shape[0]))
    while ret:
        # 讀取視頻的當前幀,如果沒有則跳出循環(huán)
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            break
        # 將當前幀轉換成字符圖
        gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
        char_img = get_char_img(gray, 4)
        # 轉換成BGR模式,便于寫入視頻
        char_img = cv2.cvtColor(char_img, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
        writer.write(char_img)
    writer.release()

下面是卡卡西經(jīng)典戰(zhàn)役的字符視頻片段:

2.gif

卡卡西vs帶土效果

完整代碼如下:

import cv2
import numpy as np
def pixel2char(pixel):
    char_list = "@#$%&erytuioplkszxcv=+---.     "
    index = int(pixel / 256 * len(char_list))
    return char_list[index]
def get_char_img(img, scale=4, font_size=5):
    # 調(diào)整圖片大小
    h, w = img.shape
    re_im = cv2.resize(img, (w//scale, h//scale))
    # 創(chuàng)建一張圖片用來填充字符
    char_img = np.ones((h//scale*font_size, w//scale*font_size), dtype=np.uint8)*255
    font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
    # 遍歷圖片像素
    for y in range(0, re_im.shape[0]):
        for x in range(0, re_im.shape[1]):
            char_pixel = pixel2char(re_im[y][x])
            cv2.putText(char_img, char_pixel, (x*font_size, y*font_size), font, 0.5, (0, 0, 0))
    return char_img
def generate(input_video, output_video):
    # 1、讀取視頻
    cap = cv2.VideoCapture(input_video)
    # 2、獲取視頻幀率
    fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
    # 讀取第一幀,獲取轉換成字符后的圖片的尺寸
    ret, frame = cap.read()
    char_img = get_char_img(cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY), 4)
    # 創(chuàng)建一個VideoWriter,用于保存視頻
    fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
    writer = cv2.VideoWriter(output_video, fourcc, fps, (char_img.shape[1], char_img.shape[0]))
    while ret:
        # 讀取視頻的當前幀,如果沒有則跳出循環(huán)
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            break
        # 將當前幀轉換成字符圖
        gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
        char_img = get_char_img(gray, 4)
        # 轉換成BGR模式,便于寫入視頻
        char_img = cv2.cvtColor(char_img, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
        writer.write(char_img)
    writer.release()
if __name__ == '__main__':
    generate('in.mp4', 'out.mp4')

我們只需要修改generate的參數(shù)就好了。

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