Python-PhotoMosaic

Pythonと、OpenCVを使ったフォトモザイク処理を実装してみます。

まずは、処理速度を特に考慮しないでシンプルに実装を行ってみます。

高速化は施さず、バカ正直な実装なので、処理結果が返ってくるまでには、少〜し時間がかかります。

また、ファイルフォーマットはjpgオンリーです。

...フォトモザイクの原理を下記に説明しておきます。

フォトモザイクの原理

ベース画像：モザイク処理を掛ける元となる画像

サブ画像 ：ベース画像に埋め込む画像

セル ：ベース画像を四角形に分割したもの。

1. モザイク処理を掛けたい画像(以下、ベース画像といいます)を、

小さい四角形(以下、セル)に分割します。

2. 分割されたセルにそれぞれに対して、色の3原色(RGB値)の平均値を求めます。

3. サブ画像一枚一枚に対して、RGBそれぞれの平均値を求めます。

4. 個々のセルの平均RGB値に対してもっとも色が近い(※)サブ画像を決定し、縮小し、

ベース画像に埋め込んで行きます。

人間の眼？脳？は結構いい加減なもので、色が似ていると勝手に、

視覚イメージを補完してイメージを脳内に構成し、認識するみたいです。

※色の距離を、ピタゴラスの定理(三平方の定理)を利用して求めます。

x = サブ画像のR値 - ベース画像のR値

y = サブ画像のG値 - ベース画像のG値

z = サブ画像のB値 - ベース画像のB値

a = x^2 + y^2 + z^2

んで、aの平方根を取って"距離"と出来ます。

（ソース内では平方根は取らず２乗和aを距離としています。）

プログラムソース

ページの下に、リンク(PhotoMosaic.pyへの)を貼っています。

実行方法

下記の条件で、

ベース画像のファイルパス

/Users/miyamotoyukitake/Project/PhotoMosaic/ex-base.jp

サブ画像ディレクトリパス

/Users/miyamotoyukitake/Project/PhotoMosaic/

ベース画像分割数

縦、横ともに50

プログラムがあるカレントフォルダで、ターミナルから

コマンド

>> python PhotoMozaic.py /Users/miyamotoyukitake/Project/PhotoMosaic/ex-base.jpg /Users/miyamotoyukitake/Project/PhotoMosaic 50,50

ex-base.jpg

出力

今後は。。。

今回の実装は、シンプルな実装で高速化には手をつけていません。

また対応画像は、jpgフォーマットのみと寂しいので幾つか対応対処をば。

今後は特に、サブ画像をRGB空間に高速にマッチさせる仕組みを導入したり、

並列化を検討してみたり、Cythonの導入してみたり...といくつか試行して遊べそうです。

充分な高速化が実現できたら、動画に対応させたりとか。。。

実行環境

OS: OS X

Python: Ver 2.7 32bitバージョン

Pythonモジュール: cv2(OpenCV)、numpy(行列演算モジュール)