美翻你的朋友圈，Python生成蒙太奇马赛克图片

我就是我 2023-03-13 13:03 7阅读 0赞

# 一、前言 #

我们有时候会听到这么一个词–“蒙太奇”，但却不知道这个词是什么意思。蒙太奇原为建筑学术语，意为构成、装配。而后又延伸为一种剪辑理论：当不同镜头拼接在一起时，往往又会产生各个镜头单独存在时所不具有的特定含义。这就是我们经常听到了蒙太奇手法，在电影《飞屋环游记》中皮克斯运用蒙太奇手法，用一个不到5分钟的短片展现了主角的大半人生，感动无数观众。下面我们就看看今天的内容同蒙太奇有何关系。

# 二、效果展示 #

说这么多都是虚的，下面我们看看效果实现的效果，到底什么是蒙太奇马赛克图片，这里用小松菜奈的照片作为测试：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1phY2tTb2Nr_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
最左边的是蒙太奇图缩小的效果，第二个则是正常大小显示的效果，第三张是原图，第四张是截取的某个区域的细节。从图四可以很容易看出，我们的蒙太奇图片是使用许多不同的图片拼接而成的。

# 三、代码实现 #

程序的实现分为几个步骤，首先我们需要准备工作，一个是我们的底图，也就是上面的图三。另外就是需要一个图片集，这个图片集的选取有几个规范，首先不能有gif图和png图片，其次就是图片的颜色尽量丰富，图片数量也多一些，这样效果会更好。另外就是选取长宽比接近1的图片效果会更好。然后就是我们代码部分的工作了：

1.  图片预处理
2.  获取颜色的主色调列表
3.  遍历底图的每个像素块
4.  在色调列表中寻找与当前色调块最相近的图片
5.  将图片修改大小后粘贴到当前遍历的色调块
6.  保存图片

大家对于上面的步骤或许还有些疑问，这些疑问在具体实现中细说。先看看我们要用到的一些模块：

import os
    import cv2
    import math
    import numpy as np

其中opencv的安装如下：

pip install opencv-python

## 3.1、图片预处理 ##

人工挑图片还是比较麻烦的，所以我们只要求人先挑好一些图片，然后我们将不符合规范的图片删除即可：

def renameImages(path):
    	//获取图片路径列表
        filelist = [path + i for i in os.listdir(path)]
    	//用数字给图片命名
        img_num = str(len(filelist))
        name = int(math.pow(10, len(img_num)))
        
        //遍历列表
        for file in filelist:
        	//删除gif和png图片
            if file.endswith('.gif') or file.endswith('.GIF') or file.endswith('.png') or file.endswith('.PNG'):
                os.remove(file)
                continue
    		# 对图片以数字编号重命名
            os.rename(file, path + str(name) + '.jpg')
            name += 1

执行上面的方法后我们就把合适的图片筛选出来了。

## 3.2、获取颜色的主色调列表 ##

获取主色调列表前我们需要先获取主色调，这里直接使用bgr值的平均值作为主色调：

def getDominant(im):
        """获取主色调"""
        b = int(round(np.mean(im[:, :, 0])))
        g = int(round(np.mean(im[:, :, 1])))
        r = int(round(np.mean(im[:, :, 2])))
        return (b, g, r)

通常RGB模式的图片我们接触的比较多，但是在OpenCV中图片是以BGR模式读取，每个字母的含义是一样的，只是顺序不同，这里需要注意一下。接下来我们获取主色调列表：

def getColors(path):
        """获取图片列表的色调表"""
        colors = []
    	
    	# 获取图片列表
        filelist = [path + i for i in os.listdir(path)]
        # 遍历列表
        for file in filelist:
        	# 读取图片
            im = cv2.imdecode(np.fromfile(file, dtype=np.uint8), -1)
            try:
            	# 获取图片主色调
                dominant = getDominant(im)
            except:
                continue
            # 将主色调添加到色调列表中
            colors.append(dominant)
        return colors

有了色调列表，我们对比颜色的操作就可以直接同色调列表进行了。

## 3.3、寻找主色调最接近的图片 ##

我是通过比较两张图片主色调的BGR值，然后将差的绝对值相加的方式获得色调的差异：

def fitColor(color1, color2):
        """返回两个颜色之间的差异大小"""
    	# 求出b通道之间的差异
        b = color1[0] - color2[0]
        # 求出g通道之间的差异
        g = color1[1] - color2[1]
        # 求出r通道之间的差异
        r = color1[2] - color2[2]
        # 返回绝对值的和
        return abs(b) + abs(g) + abs(r)

## 3.4、遍历，寻找并粘贴 ##

这里就是我们的方法主体了，内容比较多，我们先看看代码：

def generate(im_path, imgs_path, box_size, multiple=1):
        """生成图片"""
    
        # 读取图片列表
        img_list = [imgs_path + i for i in os.listdir(imgs_path)]
    
        # 读取图片
        im = cv2.imread(im_path)
        im = cv2.resize(im, (im.shape[1]*multiple, im.shape[0]*multiple))
    
        # 获取图片宽高
        width, height = im.shape[1], im.shape[0]
    
        # 遍历图片像素
        for i in range(height // box_size+1):
            for j in range(width // box_size+1):
    
                # 图块起点坐标
                start_x, start_y = j * box_size, i * box_size
    
                # 初始化图片块的宽高
                box_w, box_h = box_size, box_size
    
    			# 截取当前遍历到的图块
                box_im = im[start_y:, start_x:]
                if i == height // box_size:
                    box_h = box_im.shape[0]
                if j == width // box_size:
                    box_w = box_im.shape[1]
    
                if box_h == 0 or box_w == 0:
                    continue
    
                # 获取主色调
                dominant = getDominant(im[start_y:start_y+box_h, start_x:start_x+box_w])
    
                img_loc = 0
                # 差异，同主色调最大差异为255*3
                dif = 255 * 3
    
                # 遍历色调表，查找差异最小的图片
                for index in range(colors.__len__()):
                    if fitColor(dominant, colors[index]) < dif:
                        dif = fitColor(dominant, colors[index])
                        # 色调列表同图片列表的位置是一致的，所以我们获取色调下标即可
                        img_loc = index
    	
                # 读取差异最小的图片，img_list[img_loc]为差异最小的图片
                box_im = cv2.imdecode(np.fromfile(img_list[img_loc], dtype=np.uint8), -1)
    
                # 转换成合适的大小
                box_im = cv2.resize(box_im, (box_w, box_h))
    
                # 铺垫色块
                im[start_y:start_y+box_h, start_x:start_x+box_w] = box_im
    
                j += box_w
            i += box_h
    	
    	# 返回结果图
        return im

首先我们看看传入的参数都是什么含义：

im_path	: 底图的路径
    imgs_path : 图片列表的根目录
    box_size : 像素块的大小
    multiple=1 : 图片的缩放大小，默认为1

前面两个参数非常好理解。对于`box_size`参数的解释就是效果图四种，每张照片的尺寸，因为我全部以正方形处理，所以只有一个大小。而`multiple`参数则是缩放大小，当我们底图为`50*50`没有设置缩放时，结果图也是`50*50`，当我们将缩放设置为2，结果图则为`100*100`。因为图片太小的话看不到像素块中的图片，所以利用缩放让效果更好，但是缩放值设置过大的话图片内存会大许多。其它部分的解释都在代码中了。最后再给大家看一张效果图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1phY2tTb2Nr_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
因为事先效果不是非常乐观，所以给大家看一张朦胧的效果图。感兴趣的读者可以关注我的个人公众号：ZackSock。如果觉得文章有帮助可以动动小手点个赞哈~

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1phY2tTb2Nr_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20230312/c571ae5cbdae45b5b95ee539ce742870.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1phY2tTb2Nr_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200513223734965.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1phY2tTb2Nr,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center