Python生成字符视频

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2023-01-21 11:21 14阅读 0赞

# Python生成字符视频 #

## 一、前言 ##

在之前也写过生成字符视频的文章，但是使用的是命令行窗口输出，效果不是很好，而且存在卡顿的情况。于是我打算直接生成一个mp4的字符视频。大致思路和之前一样：[Python20行代码实现视频字符化][Python20]。

下面来看一个效果图：

![在这里插入图片描述][20210515211831195.gif_pic_center]

## 二、OpenCV的操作图像 ##

我们先来看一些基本操作。首先我们需要安装OpenCV，执行下面语句：

pip install opencv-python

之后就可以使用了。

### 2.1、读取和显示 ###

我们直接看代码：

import cv2
    # 读取图片
    img = cv2.imread("1.jpg")
    # 显示图片
    cv2.imshow("img", img)
    cv2.waitKey()
    cv2.destroyAllWindows()

其中waitKey是等待输入的函数，因为imshow之后显示一瞬间，所以我们需要调用它。而destroyAllWindows是释放窗口。

### 2.2、灰度转换 ###

灰度转换就是将图片转换成黑白图片（灰色），这样可以方便我们处理像素。代码如下：

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

我们还可以直接以灰度形式读入：

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

### 2.4、获取图片尺寸并修改尺寸 ###

我们直接看代码：

import cv2
    img = cv2.imread("1.jpg", 0)
    # 获取图片的高宽
    h, w = img.shape
    # 缩放图片
    res = cv2.resize(img, (w//2, h//2))

因为img的shape属性是一个元组，所以我们可以直接自动拆包。

然后调用cv2.resize函数，第一个参数传入图片，第二个参数传入修改后的尺寸。

### 2.5、绘制文字 ###

绘制文字我们需要调用cv2.putText函数，代码如下：

import cv2
    img = cv2.imread('1.jpg')
    # 绘制文字
    cv2.putText(
        # 背绘制的图片
        img, 
        # 要绘制的文字
        'Hello',
        # 文字左下角的坐标
        (100, 500),
        # 字体
        cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX,
        # 字体大小缩放
        20, 
        # 文字颜色
        (0, 0, 0),
        # 文字粗细
        10
    )

我们只需要注意这些参数就好了。

### 2.6、读取视频 ###

读取视频的操作一般是通用的，代码如下：

import cv2
    # 读取视频
    cap = cv2.VideoCapture('1.mp4')
    # 获取视频的帧率
    fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
    # 循环读取图片的每一帧
    while True:
        # 读取下一帧
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            break
        else:
            pass
    cap.release()

上面我们获取的视频的帧，在写入视频的时候我们需要用到。

### 2.7、写入视频 ###

写入视频的操作也是常规代码：

import cv2
    fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
    writer = cv2.VideoWriter('11.mp4', fourcc, fps, (w, h))
    # 写入视频
    writer.write(frame)
    ***
    write.release()

有了这些知识，我们就可以开始下一步工作了。

## 三、像素映射成字符 ##

对于只有一个通道的图片，我们可以把它当成一个矩形，这个矩形最小单位就是一个像素。而字符化的过程就是用字符替代像素点的过程。所以我们要遍历图像的每个像素点，但是我们应该用什么字符取代呢？

我们颜色有一个参照表，而opencv将这个参数表切割成256份，代表不同的程度，我们也可以做一个参照表，不过表中的内容不是颜色，而是字符。

![在这里插入图片描述][20200411143125365.png_pic_center]

上图为颜色表，我们可以使颜色表和字符表建立映射关系。假如字符表如下：

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

我们可以得到下列公式：

![在这里插入图片描述][20200411144537176.png_pic_center]

经过变换可以求得相应颜色对应字符表中的字符：

![在这里插入图片描述][20200411144737362.png_pic_center]

这个公式不理解也没关系，只需要会用即可。下面就是我们像素转字符的代码：

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

这个字符表是可以自己定义的。

## 四、生成字符图片 ##

现在我们只需要将像素逐个转换成字符就好了，代码如下：

def get_char_img(img, scale=4, font_size=5):
        # 调整图片大小
        h, w = img.shape
        re_im = cv2.resize(img, (w//scale, h//scale))
        # 创建一张图片用来填充字符
        char_img = np.ones((h//scale*font_size, w//scale*font_size), dtype=np.uint8)*255
        font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
        # 遍历图片像素
        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

这里我们使用了一个np.ones函数，它的作用我们理解为生成一个黑色图片。

生成的尺寸我们先除了scale，如何再乘font\_size。scale是原图的缩小程度，因为像素有很多，所以我们需要先把图片缩小。而为了让我们的字体显示更清楚，我们需要把生成的字符图片放大。

因此需要注意，虽然我们生成的图片看起来单调，但是当font\_size设置为5时，得到的图片已经比较大了。因此当你生成长时间的视频时，会花费比较多的时间，生成的视频也比较大。

我们来测试一下上面的函数：

效果如下：

![在这里插入图片描述][20210515210907755.png_pic_center]

可以看到效果还是很不错的。

## 五、生成字符视频 ##

有了上面的代码，我们就可以对整个视频进行转换了。将视频转换成字符视频的代码如下：

def generate(input_video, output_video):
        # 1、读取视频
        cap = cv2.VideoCapture(input_video)
    
        # 2、获取视频帧率
        fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
    
        # 读取第一帧，获取转换成字符后的图片的尺寸
        ret, frame = cap.read()
        char_img = get_char_img(cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY), 4)
    
        # 创建一个VideoWriter，用于保存视频
        fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
        writer = cv2.VideoWriter(output_video, fourcc, fps, (char_img.shape[1], char_img.shape[0]))
        while ret:
            # 读取视频的当前帧，如果没有则跳出循环
            ret, frame = cap.read()
            if not ret:
                break
            # 将当前帧转换成字符图
            gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
            char_img = get_char_img(gray, 4)
    
            # 转换成BGR模式，便于写入视频
            char_img = cv2.cvtColor(char_img, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
            writer.write(char_img)
        writer.release()

下面是卡卡西经典战役的字符视频片段：

![在这里插入图片描述][20210515211452239.gif_pic_center]

完整代码如下：

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):
        # 调整图片大小
        h, w = img.shape
        re_im = cv2.resize(img, (w//scale, h//scale))
        # 创建一张图片用来填充字符
        char_img = np.ones((h//scale*font_size, w//scale*font_size), dtype=np.uint8)*255
        font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
        # 遍历图片像素
        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、读取视频
        cap = cv2.VideoCapture(input_video)
    
        # 2、获取视频帧率
        fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
    
        # 读取第一帧，获取转换成字符后的图片的尺寸
        ret, frame = cap.read()
        char_img = get_char_img(cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY), 4)
    
        # 创建一个VideoWriter，用于保存视频
        fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
        writer = cv2.VideoWriter(output_video, fourcc, fps, (char_img.shape[1], char_img.shape[0]))
        while ret:
            # 读取视频的当前帧，如果没有则跳出循环
            ret, frame = cap.read()
            if not ret:
                break
            # 将当前帧转换成字符图
            gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
            char_img = get_char_img(gray, 4)
    
            # 转换成BGR模式，便于写入视频
            char_img = cv2.cvtColor(char_img, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
            writer.write(char_img)
        writer.release()
    
    
    if __name__ == '__main__':
        generate('in.mp4', 'out.mp4')

我们只需要修改generate的参数就好了。完整效果视频如下：

Python生成字符视频-卡卡西VS带土

[Python20]: https://blog.csdn.net/ZackSock/article/details/105453311?spm=1001.2014.3001.5501
[20210515211831195.gif_pic_center]: /images/20221020/8eecd3e527344faf935cb121923f3daa.png
[20200411143125365.png_pic_center]: /images/20221020/edc5199e299b41b9b1a70a63d1340b9e.png
[20200411144537176.png_pic_center]: /images/20221020/a7f3226c745140d694e81258f1cda8f6.png
[20200411144737362.png_pic_center]: /images/20221020/fcd6f95a9105472b8b9f24de0aa0140c.png
[20210515210907755.png_pic_center]: /images/20221020/66f831164287473782df73dc0298c483.png
[20210515211452239.gif_pic_center]: /images/20221020/9a1cfe1ff58748d0896ca901466e27f4.png