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平時上網干啥的基本上都會接觸驗證碼，或者在機器學習學習過程中，大家或許會接觸過手寫體識別/驗證碼識別之類問題，會用到手寫體的數據集；
自己嘗試寫了一個生成手寫體圖片的python程序，在此分享下生成單張 30*30像素的手寫體數字1-9圖像 的一種實現方法；
我是利用random生成隨機數1-9，然后PIL寫到圖像上，然后經過旋轉、扭曲處理，得到“手寫體”，這里沒有加干擾線和干擾點；
得到的手寫體數字圖像如圖1所示；
實現比較簡單，用了PIL庫，不需要額外安裝opencv啥的，有興趣可以自己試試。
圖1 生成的手寫體數字1-9
圖2 利用generate_pngs.py寫入到文件夾3的數字3圖像
如果你想生成手寫體的字母/漢字也可以：
圖3 利用generate_single_png.py生成漢字的手寫體
源碼上傳到了我的GitHub: https://github.com/coneypo/Generate_handwritten_number
圖4 整體設計流程
圖5 生成的圖像經過的處理
1.1 新建一個空白圖像img_50，尺寸大小為50*50
img_50_blank = Image.new('RGB', (50, 50), (255, 255, 255))
為什么我這里要先生成50*50的空白圖像？
因為圖像背景（50*50像素的畫布）初始化的時候設置為白色（顏色數組（255, 255, 255)），而背景色之外的其實是黑色；
之后需要進行旋轉處理，如果直接新建30*30像素的畫布，旋轉之后邊上會出現黑邊，如圖6所示；
所以我新建了一個50*50，然后旋轉之后從中間裁出來一個30*30的圖像出來；
圖6 直接用30*30像素的畫布寫字旋轉（會出現黑邊）
1.2 利用PIL在圖像上寫文字
利用PIL的ImageDraw，創建畫筆，然后利用draw.text在指定位置寫字；
xy=（18，11）是從圖像左上角開始的坐標，取值自己根據需求調整；
# 創建畫筆
draw = ImageDraw.Draw(img_50_blank)
# 生成隨機數1-9
num = str(random.randint(1, 9))
# 設置字體，這里選取字體大小25
font = ImageFont.truetype('simsun.ttc', 20)
# xy是左上角開始的位置坐標
draw.text(xy=(18, 11), font=font, text=num, fill=(0, 0, 0))
1.3 將圖像隨機旋轉一定角度
利用 rotate(angel) 進行旋轉圖像，angel取的是度數，這里讓它隨機旋轉-10到+10度：
# 隨機旋轉-10-10角度 random_angle = random.randint(-10, 10) img_50_rotated = img_50_blank.rotate(random_angle)
1.4 圖像扭曲
這里是生成“手寫體”數字的核心步驟，一個正常的圖像經過扭曲之后就可以得到想要的驗證碼了：
# 圖形扭曲參數
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]
# 創建扭曲
img_50_transformed = img_50_rotated.transform((50, 50), Image.PERSPECTIVE, params)
2.1 generate_folders_1to9.py
因為我們要將指定的圖像分類放入指定文件夾，所以我們需要先在項目目錄下面新建9個文件夾：
（當然你也可以自己新建，新建9個文件夾工作量還不大，但是如果要生成的驗證碼包含英文字母那就比較多了，大寫A-Z共24個+小寫a-z共24個+數字1-9共9個=57個子文件夾）
# 2018-01-9
# By TimeStamp
# cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/
# generate_folders_1to9.py
# 在目錄下生成用來存放數字1-9的9個文件夾，分別用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))
# 生成目錄
os.mkdir(path_folders+chr(i))
圖7 自動生成的用來存放指定圖像的文件夾
2.2 generate_pngs.py
根據給定隨機次數samples, 生成samples個手寫體數字1-9，然后存放到本地文件夾1-9生成數據集；
在49行可以修改生成圖像的大小，我這里取的是30*30像素；
# 2018-01-9
# By TimeStamp
# cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/
# generate_pngs.py
# 生成手寫體數字
import random
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFilter, ImageFont
random.seed(3)
# 生成單張扭曲的數字圖像
def generate_single():
# 先繪制一個50*50的空圖像
img_50_blank = Image.new('RGB', (50, 50), (255, 255, 255))
# 創建畫筆
draw = ImageDraw.Draw(img_50_blank)
# 生成隨機數1-9
num = str(random.randint(1, 9))
# 設置字體，這里選取字體大小25
font = ImageFont.truetype('simsun.ttc', 20)
# xy是左上角開始的位置坐標
draw.text(xy=(18, 11), font=font, text=num, fill=(0, 0, 0))
# 隨機旋轉-10-10角度
random_angle = random.randint(-10, 10)
img_50_rotated = img_50_blank.rotate(random_angle)
# 圖形扭曲參數
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]
# 創建扭曲
img_50_transformed = img_50_rotated.transform((50, 50), Image.PERSPECTIVE, params)
# 生成新的30*30空白圖像，（在此處可以更改生成的圖像大小）
img_30 = img_50_transformed.crop([10, 10, 40, 40])
return img_30, num
path_pic = "F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/"
# 生成手寫體數字1-9存入指定文件夾1-9
# 用cnt_num[1]-cnt_num[9]來計數數字1-9生成的個數，方便之后進行命名
cnt_num = []
for i in range(10):
cnt_num.append(0)
# 生成次數
samples = 200
for m in range(1, samples+1):
# 調用生成圖像文件函數
img, generate_num = generate_single()
# 取灰度
imgray = img.convert('1')
# 計數生成的數字1-9的個數,用來命名圖像文件
for j in range(1, 10):
if(generate_num == str(j)):
cnt_num[j] = cnt_num[j]+1
# 路徑如 "F:/code/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/1/1_231.png"
# 輸出顯示路徑
print(path_pic + str(j) + "/" + str(j) + "_" + str(cnt_num[j]) + ".png")
# 將圖像保存在指定文件夾中
imgray.save(path_pic + str(j) + "/" + str(j) + "_" + str(cnt_num[j]) + ".png")
# 輸出顯示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], "張")
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 張
: 17 張
: 21 張
: 19 張
: 20 張
: 22 張
: 25 張
: 24 張
: 27 張
修改 generate_pngs.py中的samples， 你就可以生成指定大小的數據集；
2.3 generate_single_png.py
更改27行的char=" "（可以是數字/字母/漢字），生成單張手寫體扭曲圖像：
# 2018-01-9
# By TimeStamp
# cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/
# generate_single_png.py
# 生成手寫體數字/字母/漢字
import random
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFilter, ImageFont
random.seed(3)
# 生成單張扭曲的數字圖像
def generate_single():
# 先繪制一個50*50的空圖像
img_50_blank = Image.new('RGB', (50, 50), (255, 255, 255))
# 創建畫筆
draw = ImageDraw.Draw(img_50_blank)
# 設置字體，這里選取字體大小25
font = ImageFont.truetype('simsun.ttc', 20)
# xy是左上角開始的位置坐標
# text是你想要顯示的內容，數字/字母/漢字
char ="呵"
draw.text(xy=(12, 11), font=font, text=char, fill=(0, 0, 0))
# 隨機旋轉-10-10角度
random_angle = random.randint(-10, 10)
img_50_rotated = img_50_blank.rotate(random_angle)
# 圖形扭曲參數
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]
# 創建扭曲
img_50_transformed = img_50_rotated.transform((50, 50), Image.PERSPECTIVE, params)
# 生成新的30*30空白圖像
img_30 = img_50_transformed.crop([10, 10, 40, 40])
return img_30, char
path_pic = "F:/code/python/P_generate_handwritten_number/"
# 調用生成圖像文件函數
img, generated_char = generate_single()
imgray = img.convert('1')
print(path_pic + "test.png")
# 將圖像保存在指定文件夾中
imgray.save(path_pic + "test.png")
2.4 del_pngs.py
刪除指定目錄下子文件夾1-9中的所有圖片：
# 2018-01-9
# By TimeStamp
# cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/
# del_pngs.py
# 刪除路徑下生成的圖像文件
import os
path_pic = "F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/"
#刪除路徑下的圖片
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()
自己動手豐衣足食，有興趣可以自己做手寫體數字數據集，字母和漢字的數據集稍加修改也可以做；
# GitHub: https://github.com/coneypo/Generate_handwritten_number
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