0.引言
平时上网干啥的基本上都会接触验证码，或者在机器学习学习过程中，大家或许会接触过手写体识别/验证码识别之类问题，会用到手写体的数据集；
自己尝试写了一个生成手写体图片的python程序，在此分享下生成单张 30*30像素的手写体数字1-9图像 的一种实现方法；
我是利用random生成随机数1-9，然后PIL写到图像上，然后经过旋转、扭曲处理，得到“手写体”，这里没有加干扰线和干扰点；
得到的手写体数字图像如图1所示；
实现比较简单，用了PIL库，不需要额外安装opencv啥的，有兴趣可以自己试试。
图1 生成的手写体数字1-9
图2 利用generate_pngs.py写入到文件夹3的数字3图像
如果你想生成手写体的字母/汉字也可以：
图3 利用generate_single_png.py生成汉字的手写体
源码上传到了我的GitHub: https://github.com/coneypo/Generate_handwritten_number
1.设计流程
图4 整体设计流程
图5 生成的图像经过的处理
1.1 新建一个空白图像img_50，尺寸大小为50*50
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img_50_blank = Image.new('RGB', (50, 50), (255, 255, 255)) |
为什么我这里要先生成50*50的空白图像？
因为图像背景（50*50像素的画布）初始化的时候设置为白色（颜色数组（255, 255, 255)），而背景色之外的其实是黑色；
之后需要进行旋转处理，如果直接新建30*30像素的画布，旋转之后边上会出现黑边，如图6所示；
所以我新建了一个50*50，然后旋转之后从中间裁出来一个30*30的图像出来；
图6 直接用30*30像素的画布写字旋转（会出现黑边）
1.2 利用PIL在图像上写文字
利用PIL的ImageDraw，创建画笔，然后利用draw.text在指定位置写字；
xy=（18，11）是从图像左上角开始的坐标，取值自己根据需求调整；
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# 创建画笔 draw = ImageDraw.Draw(img_50_blank)# 生成随机数1-9num = str(random.randint(1, 9))# 设置字体，这里选取字体大小25font = ImageFont.truetype('simsun.ttc', 20)# xy是左上角开始的位置坐标draw.text(xy=(18, 11), font=font, text=num, fill=(0, 0, 0)) |
1.3 将图像随机旋转一定角度
利用 rotate(angel) 进行旋转图像，angel取的是度数，这里让它随机旋转-10到+10度：
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# 随机旋转-10-10角度 random_angle = random.randint(-10, 10) img_50_rotated = img_50_blank.rotate(random_angle) |
1.4 图像扭曲
这里是生成“手写体”数字的核心步骤，一个正常的图像经过扭曲之后就可以得到想要的验证码了：
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# 图形扭曲参数params = [1 - float(random.randint(1, 2)) / 100, 0, 0, 0, 1 - float(random.randint(1, 10)) / 100, float(random.randint(1, 2)) / 500, 0.001, float(random.randint(1, 2)) / 500]# 创建扭曲img_50_transformed = img_50_rotated.transform((50, 50), Image.PERSPECTIVE, params) |
2.py源码介绍
2.1 generate_folders_1to9.py
因为我们要将指定的图像分类放入指定文件夹，所以我们需要先在项目目录下面新建9个文件夹：
（当然你也可以自己新建，新建9个文件夹工作量还不大，但是如果要生成的验证码包含英文字母那就比较多了，大写A-Z共24个+小写a-z共24个+数字1-9共9个=57个子文件夹）
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# 2018-01-9# By TimeStamp# cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/# generate_folders_1to9.py# 在目录下生成用来存放数字1-9的9个文件夹，分别用1-9命名import ospath_folders = "F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/"# 1-9for i in range(49,58): if (os.path.isdir(path_folders + chr(i))): pass else: # print(i,": ",path_1+chr(i)) # 生成目录 os.mkdir(path_folders+chr(i)) |
图7 自动生成的用来存放指定图像的文件夹
2.2 generate_pngs.py
根据给定随机次数samples, 生成samples个手写体数字1-9，然后存放到本地文件夹1-9生成数据集；
在49行可以修改生成图像的大小，我这里取的是30*30像素；
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# 2018-01-9# By TimeStamp# cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/# generate_pngs.py# 生成手写体数字import randomfrom PIL import Image, ImageDraw, ImageFilter, ImageFontrandom.seed(3)# 生成单张扭曲的数字图像def generate_single(): # 先绘制一个50*50的空图像 img_50_blank = Image.new('RGB', (50, 50), (255, 255, 255)) # 创建画笔 draw = ImageDraw.Draw(img_50_blank) # 生成随机数1-9 num = str(random.randint(1, 9)) # 设置字体，这里选取字体大小25 font = ImageFont.truetype('simsun.ttc', 20) # xy是左上角开始的位置坐标 draw.text(xy=(18, 11), font=font, text=num, fill=(0, 0, 0)) # 随机旋转-10-10角度 random_angle = random.randint(-10, 10) img_50_rotated = img_50_blank.rotate(random_angle) # 图形扭曲参数 params = [1 - float(random.randint(1, 2)) / 100, 0, 0, 0, 1 - float(random.randint(1, 10)) / 100, float(random.randint(1, 2)) / 500, 0.001, float(random.randint(1, 2)) / 500] # 创建扭曲 img_50_transformed = img_50_rotated.transform((50, 50), Image.PERSPECTIVE, params) # 生成新的30*30空白图像，（在此处可以更改生成的图像大小） img_30 = img_50_transformed.crop([10, 10, 40, 40]) return img_30, numpath_pic = "F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/"# 生成手写体数字1-9存入指定文件夹1-9# 用cnt_num[1]-cnt_num[9]来计数数字1-9生成的个数，方便之后进行命名cnt_num = []for i in range(10): cnt_num.append(0)# 生成次数samples = 200for m in range(1, samples+1): # 调用生成图像文件函数 img, generate_num = generate_single() # 取灰度 imgray = img.convert('1') # 计数生成的数字1-9的个数,用来命名图像文件 for j in range(1, 10): if(generate_num == str(j)): cnt_num[j] = cnt_num[j]+1 # 路径如 "F:/code/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/1/1_231.png" # 输出显示路径 print(path_pic + str(j) + "/" + str(j) + "_" + str(cnt_num[j]) + ".png") # 将图像保存在指定文件夹中 imgray.save(path_pic + str(j) + "/" + str(j) + "_" + str(cnt_num[j]) + ".png")# 输出显示1-9的分布print("\n", "生成的1-9的分布：")for k in range(9): print(k+1, ":", cnt_num[k+1], "张") |
output
D:\***\anaconda\python.exe F:/***/P_generate_handwritten_number/generate_pngs.py
F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/4/4_1.png
F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/1/1_1.png
F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/8/8_1.png
F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/3/3_1.png
F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/1/1_2.png
...生成的1-9的分布：
: 25 张
: 17 张
: 21 张
: 19 张
: 20 张
: 22 张
: 25 张
: 24 张
: 27 张
修改 generate_pngs.py中的samples， 你就可以生成指定大小的数据集；
2.3 generate_single_png.py
更改27行的char=" "（可以是数字/字母/汉字），生成单张手写体扭曲图像：
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# 2018-01-9# By TimeStamp# cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/# generate_single_png.py# 生成手写体数字/字母/汉字import randomfrom PIL import Image, ImageDraw, ImageFilter, ImageFontrandom.seed(3)# 生成单张扭曲的数字图像def generate_single(): # 先绘制一个50*50的空图像 img_50_blank = Image.new('RGB', (50, 50), (255, 255, 255)) # 创建画笔 draw = ImageDraw.Draw(img_50_blank) # 设置字体，这里选取字体大小25 font = ImageFont.truetype('simsun.ttc', 20) # xy是左上角开始的位置坐标 # text是你想要显示的内容，数字/字母/汉字 char ="呵" draw.text(xy=(12, 11), font=font, text=char, fill=(0, 0, 0)) # 随机旋转-10-10角度 random_angle = random.randint(-10, 10) img_50_rotated = img_50_blank.rotate(random_angle) # 图形扭曲参数 params = [1 - float(random.randint(1, 2)) / 100, 0, 0, 0, 1 - float(random.randint(1, 10)) / 100, float(random.randint(1, 2)) / 500, 0.001, float(random.randint(1, 2)) / 500] # 创建扭曲 img_50_transformed = img_50_rotated.transform((50, 50), Image.PERSPECTIVE, params) # 生成新的30*30空白图像 img_30 = img_50_transformed.crop([10, 10, 40, 40]) return img_30, charpath_pic = "F:/code/python/P_generate_handwritten_number/"# 调用生成图像文件函数img, generated_char = generate_single()imgray = img.convert('1')print(path_pic + "test.png")# 将图像保存在指定文件夹中imgray.save(path_pic + "test.png") |
2.4 del_pngs.py
删除指定目录下子文件夹1-9中的所有图片：
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# 2018-01-9# By TimeStamp# cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/# del_pngs.py# 删除路径下生成的图像文件import ospath_pic = "F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/"#删除路径下的图片def del_pic(): for i in range(1, 10): # print(path_png+chr(i)) namedir = os.listdir(path_pic+str(i)) for tmppng in namedir: if( tmppng in namedir): # print(tmppng) os.remove(path_pic+str(i)+"/"+tmppng)del_pic() |
3.总结
自己动手丰衣足食，有兴趣可以自己做手写体数字数据集，字母和汉字的数据集稍加修改也可以做；
# GitHub: https://github.com/coneypo/Generate_handwritten_number
原文链接：https://www.cnblogs.com/AdaminXie/p/8379749.html
