0.引言

平时上网干啥的基本上都会接触验证码，或者在机器学习学习过程中，大家或许会接触过手写体识别/验证码识别之类问题，会用到手写体的数据集；

自己尝试写了一个生成手写体图片的python程序，在此分享下生成单张 30*30像素的手写体数字1-9图像的一种实现方法；

我是利用random生成随机数1-9，然后PIL写到图像上，然后经过旋转、扭曲处理，得到“手写体”，这里没有加干扰线和干扰点；

得到的手写体数字图像如图1所示；

实现比较简单，用了PIL库，不需要额外安装opencv啥的，有兴趣可以自己试试。

图1 生成的手写体数字1-9

图2 文件夹3下生成的数字3图像

1.设计流程

图3 整体设计流程

1.1 新建一个空白图像img_50，尺寸大小为50*50

1 img_50_blank = Image.new('RGB', (50, 50), (255, 255, 255))

为什么我这里要先生成50*50的空白图像？

因为图像背景(50*50像素的画布)初始化的时候设置为白色(颜色数组(255, 255, 255))，而背景色之外的其实是黑色；

之后需要进行旋转处理，如果直接新建30*30像素的画布，旋转之后边上会出现黑边，如图4所示；

所以我新建了一个50*50，然后旋转之后从中间裁出来一个30*30的图像出来；

图4 直接用30*30像素的画布写字旋转(会出现黑边)

1.2 利用PIL在图像上写文字

利用PIL的ImageDraw，创建画笔，然后利用draw.text在指定位置写字；

xy=(18，11)是从图像左上角开始的坐标，取值自己根据需求调整；

1 #创建画笔

2 draw =ImageDraw.Draw(img_50_blank)3

4 #生成随机数1-9

5 num = str(random.randint(1, 9))6

7 #设置字体，这里选取字体大小25

8 font = ImageFont.truetype('simsun.ttc', 20)9

10 #xy是左上角开始的位置坐标

11 draw.text(xy=(18, 11), font=font, text=num, fill=(0, 0, 0))

1.3 将图像随机旋转一定角度

利用 rotate(angel) 进行旋转图像，angel取的是度数，这里让它随机旋转-10到+10度：

1 #随机旋转-10-10角度

2 random_angle = random.randint(-10, 10)3 img_50_rotated = img_50_blank.rotate(random_angle)

1.4 图像扭曲

这里是生成“手写体”数字的核心步骤，一个正常的图像经过扭曲之后就可以得到想要的验证码了：

1 #图形扭曲参数

2 params = [1 - float(random.randint(1, 2)) / 100,3 0,4 0,5 0,6 1 - float(random.randint(1, 10)) / 100,7 float(random.randint(1, 2)) / 500,8 0.001,9 float(random.randint(1, 2)) / 500]10

11 #创建扭曲

12 img_50_transformed = img_50_rotated.transform((50, 50), Image.PERSPECTIVE, params)

2.py源码介绍

2.1 generate_folders_1to9.py

因为我们要将指定的图像分类放入指定文件夹，所以我们需要先在项目目录下面新建9个文件夹：

(当然你也可以自己新建，新建9个文件夹工作量还不大，但是如果要生成的验证码包含英文字母那就比较多了，大写A-Z共24个+小写a-z共24个+数字1-9共9个=57个子文件夹)

1 #2018-01-9

2 #By TimeStamp

3 #cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/

4 #generate_folders_1to9.py

5 #在目录下生成用来存放数字1-9的9个文件夹，分别用1-9命名

6

7

8 importos9

10 path_folders = "F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/"

11

12 #1-9

13 for i in range(49,58):14 if (os.path.isdir(path_folders +chr(i))):15 pass

16 else:17 #print(i,": ",path_1+chr(i))

18 #生成目录

19 os.mkdir(path_folders+chr(i))

图5 自动生成的用来存放指定图像的文件夹

2.2generate_pngs.py

生成手写体数字，然后存放到本地文件夹1-9：

1 #2018-01-9

2 #By TimeStamp

3 #cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/

4 #generate_pngs.py

5 #生成手写体数字

6

7

8 importrandom9 from PIL importImage, ImageDraw, ImageFilter, ImageFont10

11 random.seed(3)12

13 #生成单张扭曲的数字图像

14 defgenerate_single():15

16 #先绘制一个50*50的空图像

17 img_50_blank = Image.new('RGB', (50, 50), (255, 255, 255))18

19 #创建画笔

20 draw =ImageDraw.Draw(img_50_blank)21

22 #生成随机数1-9

23 num = str(random.randint(1, 9))24

25 #设置字体，这里选取字体大小25

26 font = ImageFont.truetype('simsun.ttc', 20)27

28 #xy是左上角开始的位置坐标

29 draw.text(xy=(18, 11), font=font, text=num, fill=(0, 0, 0))30

31 #随机旋转-10-10角度

32 random_angle = random.randint(-10, 10)33 img_50_rotated =img_50_blank.rotate(random_angle)34

35 #图形扭曲参数

36 params = [1 - float(random.randint(1, 2)) / 100,37 0,38 0,39 0,40 1 - float(random.randint(1, 10)) / 100,41 float(random.randint(1, 2)) / 500,42 0.001,43 float(random.randint(1, 2)) / 500]44

45 #创建扭曲

46 img_50_transformed = img_50_rotated.transform((50, 50), Image.PERSPECTIVE, params)47

48 #生成新的30*30空白图像

49 img_30 = img_50_transformed.crop([10, 10, 40, 40])50

51 returnimg_30, num52

53 path_pic = "F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/"

54

55

56 #生成手写体数字1-9存入指定文件夹1-9

57

58 #用cnt_num[1]-cnt_num[9]来计数数字1-9生成的个数，方便之后进行命名

59 cnt_num =[]60 for i in range(10):61 cnt_num.append(0)62

63 #生成次数

64 samples = 200

65

66 for m in range(1, samples+1):67

68 #调用生成图像文件函数

69 img, generate_num =generate_single()70

71 #取灰度

72 imgray = img.convert('1')73

74 #计数生成的数字1-9的个数,用来命名图像文件

75 for j in range(1, 10):76 if(generate_num ==str(j)):77 cnt_num[j] = cnt_num[j]+1

78

79 #路径如 "F:/code/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/1/1_231.png"

80 #输出显示路径

81 print(path_pic + str(j) + "/" + str(j) + "_" + str(cnt_num[j]) + ".png")82 #将图像保存在指定文件夹中

83 imgray.save(path_pic + str(j) + "/" + str(j) + "_" + str(cnt_num[j]) + ".png")84

85 #输出显示1-9的分布

86 print("\n", "生成的1-9的分布：")87 for k in range(9):88 print(k+1, ":", cnt_num[k+1], "张")

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：1 : 25张2 : 17张3 : 21张4 : 19张5 : 20张6 : 22张7 : 25张8 : 24张9 : 27 张

修改 generate_pngs.py中的samples 你就可以生成自己想要的数据集大小。

2.3 del_pngs.py

删除指定目录下子文件夹1-9中的所有图片：

1 #2018-01-9

2 #By TimeStamp

3 #cnblogs: http://www.cnblogs.com/AdaminXie/

4 #del_pngs.py

5 #删除路径下生成的图像文件

6

7 importos8

9 path_pic = "F:/***/P_generate_handwritten_number/data_pngs/"

10

11 #删除路径下的图片

12 defdel_pic():13 for i in range(1, 10):14 #print(path_png+chr(i))

15 namedir = os.listdir(path_pic+str(i))16

17 for tmppng innamedir:18 if( tmppng innamedir):19 #print(tmppng)

20 os.remove(path_pic+str(i)+"/"+tmppng)21

22 del_pic()

3.总结

自己动手丰衣足食，有兴趣可以自己做手写体数字数据集；

# 交流学习可以联系邮箱 coneypo@foxmail.com