Python实现图片批量转素描图的两种算法与代码详解

向北走
向北走
发布时间:2026-10-14| 5人浏览过
原创

本文详细介绍利用Python将普通图片批量转换为素描效果的两种核心算法。Method 1基于图像灰度梯度与光照模型计算明暗,Method 2结合灰度反转与高斯模糊进行混合运算。文章提供了完整的Python代码示例,涵盖单张处理与文件夹批量处理逻辑,帮助开发者快速实现图片素描化功能。

前言

将正常图片转化为素描风格,本质上是对图像像素矩阵进行数学变换与处理。目前市面上多数修图App已内置此功能,其核心算法代码量通常不超过30行。以下通过Python示例展示如何读取单张图片并生成素描效果。若需处理大量图片,只需在循环中遍历指定文件夹内的图像文件即可执行批量转换。完整可运行代码已上传至GitHub,供读者下载参考。

程序

Method 1


def plot_sketch(origin_picture, out_picture) :
    a = np.asarray(Image.open(origin_picture).convert('L')).astype('float')
    depth = 10.  # (0-100)
    grad = np.gradient(a)  # 取图像灰度的梯度值
    grad_x, grad_y = grad  # 分别取横纵图像梯度值
    grad_x = grad_x * depth / 100.
    grad_y = grad_y * depth / 100.
    A = np.sqrt(grad_x ** 2 + grad_y ** 2 + 1.0)
    uni_x = grad_x / A
    uni_y = grad_y / A
    uni_z = 1. / A

    vec_el = np.pi / 2.2  # 光源的俯视角度,弧度值
    vec_az = np.pi / 4.  # 光源的方位角度,弧度值
    dx = np.cos(vec_el) * np.cos(vec_az)  # 光源对x 轴的影响
    dy = np.cos(vec_el) * np.sin(vec_az)  # 光源对y 轴的影响
    dz = np.sin(vec_el)  # 光源对z 轴的影响

    b = 255 * (dx * uni_x + dy * uni_y + dz * uni_z)  # 光源归一化
    b = b.clip(0, 255)

    im = Image.fromarray(b.astype('uint8'))  # 重构图像
    im.save(out_picture)
    print("转换成功,请查看 : ", out_picture)

Method 2


def plot_sketch2(origin_picture, out_picture, alpha=1.0):
    img = Image.open(origin_picture)
    blur = 20
    img1 = img.convert('L')  # 图片转换成灰色
    img2 = img1.copy()
    img2 = ImageOps.invert(img2)
    for i in range(blur):  # 模糊度
        img2 = img2.filter(ImageFilter.BLUR)
    width, height = img1.size
    for x in range(width):
        for y in range(height):
            a = img1.getpixel((x, y))
            b = img2.getpixel((x, y))
            img1.putpixel((x, y), min(int(a*255/(256-b*alpha)), 255))
    img1.save(out_picture)

完整代码


from PIL import Image, ImageFilter, ImageOps
import numpy as np
import os


def plot_sketch(origin_picture, out_picture) :
    a = np.asarray(Image.open(origin_picture).convert('L')).astype('float')
    depth = 10.  # (0-100)
    grad = np.gradient(a)  # 取图像灰度的梯度值
    grad_x, grad_y = grad  # 分别取横纵图像梯度值
    grad_x = grad_x * depth / 100.
    grad_y = grad_y * depth / 100.
    A = np.sqrt(grad_x ** 2 + grad_y ** 2 + 1.0)
    uni_x = grad_x / A
    uni_y = grad_y / A
    uni_z = 1. / A

    vec_el = np.pi / 2.2  # 光源的俯视角度,弧度值
    vec_az = np.pi / 4.  # 光源的方位角度,弧度值
    dx = np.cos(vec_el) * np.cos(vec_az)  # 光源对x 轴的影响
    dy = np.cos(vec_el) * np.sin(vec_az)  # 光源对y 轴的影响
    dz = np.sin(vec_el)  # 光源对z 轴的影响

    b = 255 * (dx * uni_x + dy * uni_y + dz * uni_z)  # 光源归一化
    b = b.clip(0, 255)

    im = Image.fromarray(b.astype('uint8'))  # 重构图像
    im.save(out_picture)
    print("转换成功,请查看 : ", out_picture)


def plot_sketch2(origin_picture, out_picture, alpha=1.0):
    img = Image.open(origin_picture)
    blur = 20
    img1 = img.convert('L')  # 图片转换成灰色
    img2 = img1.copy()
    img2 = ImageOps.invert(img2)
    for i in range(blur):  # 模糊度
        img2 = img2.filter(ImageFilter.BLUR)
    width, height = img1.size
    for x in range(width):
        for y in range(height):
            a = img1.getpixel((x, y))
            b = img2.getpixel((x, y))
            img1.putpixel((x, y), min(int(a*255/(256-b*alpha)), 255))
    img1.save(out_picture)


if __name__ == '__main__':
    origin_picture = "pictures/5.jpg"
    out_picture = "sketchs/sketch.jpg"
    plot_sketch(origin_picture, out_picture)

    origin_path = "./pictures"
    out_path = "./sketchs"
    dirs = os.listdir(origin_path)
    for file in dirs:
        origin_picture = origin_path + "/" + file
        out_picture = out_path + "/" + "sketch_of_" + file
        plot_sketch2(origin_picture, out_picture)


结果








总结

到此这篇关于利用Python将图片批量转化成素描图的文章就介绍到这了,更多相关Python图片批量转素描图内容请搜索本站以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持本站!

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