首页
所有分类
TAGS
文字工具 EMOJI BIBLE
编程 Python

Python3生成手写体数字方法

Posted in Python onJanuary 30, 2018

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。

Python3生成手写体数字方法

图1 生成的手写体数字1-9

Python3生成手写体数字方法

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：

Python3生成手写体数字方法Python3生成手写体数字方法

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

Python3生成手写体数字方法

图4 整体设计流程

Python3生成手写体数字方法

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 

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；

Python3生成手写体数字方法

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；

# 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))

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：

# 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：

# 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）

# 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 os

path_folders = "F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/"

# 1-9
for 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))

Python3生成手写体数字方法

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；

# 2018-01-9
# By TimeStamp
# cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/
# generate_pngs.py
# 生成手写体数字


import random
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFilter, ImageFont

random.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, num

path_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 = 200

for 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：

# 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 random
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFilter, ImageFont

random.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, char

path_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：

# 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 os

path_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

Python3生成手写体数字方法

- Author -

TimeStamp

声明：登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。

Python 相关文章推荐
Python中的pprint折腾记
Jan 21 Python
Python中用Spark模块的使用教程
Apr 13 Python
Python脚本实现虾米网签到功能
Apr 12 Python
Python 中的 else详解
Apr 23 Python
pygame实现俄罗斯方块游戏
Jun 26 Python
Python获取Redis所有Key以及内容的方法
Feb 19 Python
解决webdriver.Chrome()报错:Message:'chromedriver' executable needs to be in Path
Jun 12 Python
python 初始化一个定长的数组实例
Dec 02 Python
python3实现从kafka获取数据,并解析为json格式,写入到mysql中
Dec 23 Python
基于Python3.7.1无法导入Numpy的解决方式
Mar 09 Python
python实现126邮箱发送邮件
May 20 Python
pytorch加载自己的图像数据集实例
Jul 07 Python
python字符串的方法与操作大全
Jan 30 #Python
Python实现带参数与不带参数的多重继承示例
Jan 30 #Python
Python实现的随机森林算法与简单总结
Jan 30 #Python
Python决策树和随机森林算法实例详解
Jan 30 #Python
在Python 2.7即将停止支持时,我们为你带来了一份python 3.x迁移指南
Jan 30 #Python
python使用Tkinter实现在线音乐播放器
Jan 30 #Python
Python字典及字典基本操作方法详解
Jan 30 #Python
Eclipse(1) 二维码(2) cypress(1) openGauss(1) Word(2) 延时任务(1) 太阳码(1) JDBC(3) 条码(1) pdf(1)
You might like
一个简单的PHP投票程序源码
2007/03/11 PHP
PHP中的use关键字概述
2014/07/23 PHP
PHP实现ftp上传文件示例
2014/08/21 PHP
PHP中加密解密函数与DES加密解密实例
2014/10/17 PHP
PHP中预定义的6种接口介绍
2015/05/12 PHP
PHP分页显示的方法分析【附PHP通用分页类】
2018/05/10 PHP
arguments对象
2006/11/20 Javascript
用js脚本控制asp.net下treeview的NodeCheck的实现代码
2010/03/02 Javascript
最短的javascript:地址栏载入脚本代码
2011/10/13 Javascript
关于jQuery UI 使用心得及技巧
2012/10/10 Javascript
JS二维数组的定义说明
2014/03/03 Javascript
IE下支持文本框和密码框placeholder效果的JQuery插件分享
2015/01/31 Javascript
谈谈Jquery ajax中success和complete有哪些不同点
2015/11/20 Javascript
使用Sticky组件实现带sticky效果的tab导航和滚动导航的方法
2016/03/22 Javascript
JavaScript数据类型转换的注意事项
2016/07/31 Javascript
详解js的事件处理函数和动态创建html标记方法
2016/12/16 Javascript
nodejs个人博客开发第一步 准备工作
2017/04/12 NodeJs
js实现数组和对象的深浅拷贝
2017/09/30 Javascript
JS数组push、unshift、pop、shift方法的实现与使用方法示例
2020/04/29 Javascript
Python网页解析利器BeautifulSoup安装使用介绍
2015/03/17 Python
python定时检查某个进程是否已经关闭的方法
2015/05/20 Python
详解Python之数据序列化（json、pickle、shelve）
2017/03/30 Python
go和python变量赋值遇到的一个问题
2017/08/31 Python
Python爬虫使用脚本登录Github并查看信息
2018/07/16 Python
基于pandas将类别属性转化为数值属性的方法
2018/07/25 Python
在Python dataframe中出生日期转化为年龄的实现方法
2018/10/20 Python
Python实现按逗号分隔列表的方法
2018/10/23 Python
浅谈python中统计计数的几种方法和Counter详解
2019/11/07 Python
Python中filter与lambda的结合使用详解
2019/12/24 Python
使用HTML5做的导航条详细步骤
2020/10/19 HTML / CSS
全球航班旅行搜索网站：Cheapflights
2017/05/19 全球购物
英国蛋糕装饰用品一站式商店：Craft Company
2019/03/18 全球购物
借钱欠条怎么写
2015/07/03 职场文书
解读Vue组件注册方式
2021/05/15 Vue.js
pycharm安装深度学习pytorch的d2l包失败问题解决
2022/03/25 Python
react中useState使用:如何实现在当前表格直接更改数据
2022/08/05 Javascript