魔幻光影滤镜(2):仿Redfield Fractalius滤镜
引言
熟悉PS的人也许知道,PS滤镜中有一个Redfield Fractalius,可以让图片展现出魔幻的效果,比如一直可爱的喵星人,经过魔幻光影滤镜处理之后就会展现出下面威武霸气的样子:
还有这样
这样
那么我们能不能用OpenCV来实现这样的效果呢?答案显然是可以的。而且OpenCV还提供了相应的例子,这就大大简化了我们学习的负担。今天我们就来看看这个程序吧。
程序要点
这是OpenCV的自带例程,代码可以在如下路径找到:\opencv\sources\samples\python\gabor_threads.py
。
所以代码放在最后,我对代码加了部分注释。先说下代码中比较重要的几点。代码里需要注意的有三点,分别是定义的三个函数:
build_filters()
:代码如下:# 创建滤波器(们)def build_filters():filters = []ksize = 31# 此处创建16个滤波器,只有getGaborKernel的第三个参数theta不同。for theta in np.arange(0, np.pi, np.pi / 16):kern = cv.getGaborKernel((ksize, ksize), 4.0, theta, 10.0, 0.5, 0, ktype=cv.CV_32F)kern /= 1.5*kern.sum()filters.append(kern)return filters
注意到
filters
后面加s
了,即滤波器不止一个。实际上,这个函数通过调用函数getGaborKernel()
一共创建了16个Gabor滤波器,不同之处只在于getGaborKernel()
函数的第三个参数theta
不同。process()
:单线程处理函数。这个函数也表明了魔幻滤镜效果的处理过程:# 单线程处理def process(img, filters):# zeros_like:返回和输入大小相同,类型相同,用0填满的数组accum = np.zeros_like(img)for kern in filters:fimg = cv.filter2D(img, cv.CV_8UC3, kern)# maximum:逐位比较取其大np.maximum(accum, fimg, accum)return accum
总结一下,魔幻滤镜效果可以分为以下几步:
- 创建多个Gabor滤波器
- 创建一个与原图大小相同的0值矩阵accum
- 分别用不同的滤波器对原图进行滤波
- 滤波后的图像与accum逐位比较取其大者,再复制给accum
- 重复3、4两步。
process_threaded()
:多线程处理函数。可以通过这个函数大致学习下Python中多线程的用法:# 多线程处理,threadn = 8def process_threaded(img, filters, threadn = 8):accum = np.zeros_like(img)def f(kern):return cv.filter2D(img, cv.CV_8UC3, kern)pool = ThreadPool(processes=threadn)for fimg in pool.imap_unordered(f, filters):np.maximum(accum, fimg, accum)return accum
其中
pool = ThreadPool(processes=threadn)
即建立一个八个线程的线程池。后面的for循环两句:for fimg in pool.imap_unordered(f, filters):np.maximum(accum, fimg, accum)
pool.imap_unordered(f, filters)
即把filters作为参数迭代地传递给函数f并执行。imap_unordered的意思是,不保证返回结果与迭代传入的顺序一致。不过对于这个魔幻滤镜的处理过程来说,顺序不重要。
效果图
程序的效果显然比不了PS各种调整之后的效果。我们调整合适的参数看看,虽然有所不及,但是也有了点魔幻的感觉。
处理之后
再来一张
处理之后
需要说明的是:
- 也许不是所有的图都能做出魔幻的效果。
- 这个处理过程参数众多,有时或者大部分时候需要同时调整几个参数才能达到理想的
注释过的代码
完整的并且被注视过的代码如下:
#!/usr/bin/env python'''
gabor_threads.py
=========Sample demonstrates:
- use of multiple Gabor filter convolutions to get Fractalius-like image effect (http://www.redfieldplugins.com/filterFractalius.htm)
- use of python threading to accelerate the computationUsage
-----
gabor_threads.py [image filename]'''# Python 2/3 compatibility
from __future__ import print_functionimport numpy as np
import cv2 as cv
from multiprocessing.pool import ThreadPool# 创建滤波器(们)
def build_filters():filters = []ksize = 31# 此处创建16个滤波器,只有getGaborKernel的第三个参数theta不同。for theta in np.arange(0, np.pi, np.pi / 16):kern = cv.getGaborKernel((ksize, ksize), 4.0, theta, 10.0, 0.5, 0, ktype=cv.CV_32F)kern /= 1.5*kern.sum()filters.append(kern)return filters# 单线程处理
def process(img, filters):# zeros_like:返回和输入大小相同,类型相同,用0填满的数组accum = np.zeros_like(img)for kern in filters:fimg = cv.filter2D(img, cv.CV_8UC3, kern)# maximum:逐位比较取其大np.maximum(accum, fimg, accum)return accum# 多线程处理,threadn = 8
def process_threaded(img, filters, threadn = 8):accum = np.zeros_like(img)def f(kern):return cv.filter2D(img, cv.CV_8UC3, kern)pool = ThreadPool(processes=threadn)for fimg in pool.imap_unordered(f, filters):np.maximum(accum, fimg, accum)return accumif __name__ == '__main__':import sysfrom common import Timer# 输出文件开头由''' '''包含的注释内容print(__doc__)try:img_fn = sys.argv[1]except:img_fn = 'cat1.jpg'img = cv.imread(img_fn)# 判断图片是否读取成功if img is None:print('Failed to load image file:', img_fn)sys.exit(1)filters = build_filters()with Timer('running single-threaded'):res1 = process(img, filters)with Timer('running multi-threaded'):res2 = process_threaded(img, filters)print('res1 == res2: ', (res1 == res2).all())cv.imshow('img', img)cv.imshow('result', res2)cv.waitKey()cv.destroyAllWindows()
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