圣誕節(jié)，教你用Python給微信頭像添加一個(gè)圣誕帽！

大家好，我是早起。

圣誕節(jié)快到了，每年一到圣誕節(jié)就會(huì)有很多人的頭像上多了一頂小紅帽

那么你有想過(guò)如何用Python去實(shí)現(xiàn)嗎？

如果你嘗試去搜索，會(huì)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上教程一大堆，但是由于大多數(shù)人都將圣誕帽位置固定了，所以放上自己的圖片后，要不就是圣誕帽偏移了，要不就是帽子比頭還大，代碼也不知道在哪里改，無(wú)從下手。

因此，本文將手把手教你如何用Python為你的微信頭像添加一頂圣誕帽，并結(jié)合我們之前講過(guò)PySimpleGUI，做成一個(gè)帶有GUI的小程序，先看效果：

本次主要分為兩個(gè)部分講解：

• 用opencv對(duì)頭像添加圣誕帽
• 結(jié)合PySimpleGUI制作人性化圣誕帽添加軟件

主要涉及的Python模塊有：

• PIL
• PySimpleGUI
• cv2
• os

在開始之前，你需要使用pip對(duì)相關(guān)依賴庫(kù)進(jìn)行安裝

pip?install?pillow???#這是對(duì)模塊PTL的安裝
pip?install?opencv-python????#這是對(duì)cv2的安裝
pip?install?os?
pip?install?PySimpleGui

本文用到的圣誕帽，是.png格式的，如下

為了識(shí)別照片，我們需要安裝一個(gè)OpenCV的內(nèi)置人臉識(shí)別插件，安裝步驟：

用瀏覽器打開網(wǎng)址opencv.org---進(jìn)入Releases---下載對(duì)應(yīng)版本的OpenCV（一定要記住存放這個(gè)插件的路徑！！！后面要用到）

和以前一樣，我們先看本節(jié)全部代碼，然后進(jìn)行講解?

import?cv2
from?PIL?import?Image
personPath?=?'3.jpg'??#頭像
hatPath?=?'sheng.png'??#圣誕帽
personImg?=?cv2.imread(personPath)
face_haar?=?cv2.CascadeClassifier('haarcascade_frontalface_default.xml')#存放的絕對(duì)路徑
faces?=?face_haar.detectMultiScale(personImg,?1.1,5)
personImg?=?Image.open(personPath)
personImg?=?personImg.convert('RGBA')
hatImg?=?Image.open(hatPath)
hatImg?=?hatImg.convert('RGBA')
for?face_x,face_y,face_w,face_h?in?faces:
????face_x?-=?face_w-180
????face_y?+=?face_h-250
????face_w?*=?1
????face_h?*=?1
????hatImg?=?hatImg.resize((face_w,?face_h))
????bg?=?(face_x,?face_y?-?face_h?+?100?,?face_x?+?face_w,?face_y?+?100?)
????personImg.paste(hatImg,?bg,?mask?=?hatImg)#將調(diào)整好的帽子貼上去
personImg.save('addHat.png')

下面對(duì)代碼進(jìn)行講解。

首先，引入兩個(gè)模塊，用cv2.imread(personPath)來(lái)讀取相對(duì)路徑下的圖片。

“

cv2.imread('圖像路徑','讀取方式')：默認(rèn)為cv2.imread_color以彩色圖像模式讀取。

cv2.CascadeClassifier('分類器的路徑')：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是做人臉檢測(cè)的一個(gè)必備方面，專業(yè)名詞叫做級(jí)聯(lián)分類器。這個(gè)分類器到目前版本容納了Haar特征器和LBP特征分類器兩個(gè)分類器。這次我們使用常規(guī)用的Harr特征器

”

Haar特征分類器就是一個(gè)xml文件，是OpenCV官方訓(xùn)練好的檢測(cè)器，它能反應(yīng)圖像的灰度變化，以像素分模塊求差值的一種特征。下面我們講講它的路徑

在我們準(zhǔn)備工作中我們?cè)?code style="padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;color: rgb(255, 100, 65);font-size: 13px;">OpenCV的官網(wǎng)下載了人臉識(shí)別的插件。以安裝在D盤為例：Harr特征分類器就在我們的D:\opencv\opencv\sources\data\haarcascades\haarcascade_frontalface_default.xml

注意：在第6行代碼中，我們調(diào)用這個(gè)特征器的路徑最好使用絕對(duì)路徑！上述代碼只是演示

關(guān)鍵代碼就是detectMultiScale(image,scaleFactor,minNeighbors)：檢驗(yàn)出圖片中的所有人臉，并以向量類型保存各個(gè)人臉的位置和大小，最后用矩形Rect類表示，該函數(shù)由分類器((也就是上述的Haar特征分類器))的對(duì)象進(jìn)行調(diào)用。

其中參數(shù)如下：

“

image是我們要做人臉檢測(cè)的圖片。

scaleFactor表示在前后兩次相繼的掃描中，搜索窗口的比例系數(shù)。默認(rèn)為1.1即每次搜索窗口依次擴(kuò)大10%;

minNeighbors表示構(gòu)成檢測(cè)目標(biāo)的相鄰矩形的最小個(gè)數(shù)(默認(rèn)為3個(gè))。

”

而后就是我們常見(jiàn)的用Pillow模塊打開兩張圖片，不過(guò)這次的打開方式是以RGBA模式打開，即四通道模式（A指透明度）。

最后一個(gè)for循環(huán)就是讀取用cv2解析出來(lái)的帽子faces參數(shù)，這里有趣的一點(diǎn)是，cv2做人臉識(shí)別后，會(huì)在兩眼之間畫一條線，并以中間為原點(diǎn)，做x和y軸建立坐標(biāo)系。最后調(diào)節(jié)Pillow解析出來(lái)的帽子x和y位置，擺到人頭上方。所有這個(gè)方法對(duì)正臉敏感，對(duì)側(cè)臉不太友好。

personImg.save('addHat.png')表示存儲(chǔ)添加圣誕帽后的照片。

現(xiàn)在我們?cè)谏弦还?jié)的基礎(chǔ)上，將圣誕帽添加與GUI框架進(jìn)行整合，還是先上代碼之后拆分講解

import?PySimpleGUI?as?sg
import?os.path
sg.change_look_and_feel("BrightColors")
file_list_column?=?[
????[sg.Submit('Go',tooltip='按下面的要素添加圣誕帽',size=(15,?1)),?sg.Cancel(size=(15,?1))],
????[
????????sg.Text("圖片位置"),
????????sg.In(size=(25,?1),?enable_events=True,?key="-FOLDER-"),
????????sg.FolderBrowse('瀏覽'),
????],
????[
????????sg.Text("帽子寬度"),
????????sg.In(size=(25,?1),?enable_events=True,?key="hat-w"),
????],
????[
????????sg.Text("帽子高度"),
????????sg.In(size=(25,?1),?enable_events=True,?key="hat-h"),
????],
????[
????????sg.Text("帽子橫移"),
????????sg.In(size=(25,?1),?enable_events=True,?key="hat-x"),
????],
????[
????????sg.Text("帽子縱移"),
????????sg.In(size=(25,?1),?enable_events=True,?key="hat-y"),
????],
????[
????????sg.Listbox(
????????????values=[],?enable_events=True,?size=(40,?20),?key="-FILE?LIST-"
????????)
????],
]
image_viewer_column?=?[
????[sg.Text("從左邊圖片列表中選擇一張圖片:",size=(60,?1),key?=?"notice")],
????[sg.Text("左邊的四個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)是在上面的參數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行加減乘除；其中寬度和高度調(diào)試單位為個(gè)位數(shù)(需要大于0且是整數(shù)),橫縱移動(dòng)調(diào)試單位可任意調(diào)",size=(50,?3),?key="-TOUT-")],
????[sg.Image(key="-IMAGE-")],
]
layout?=?[
????[
????????sg.Column(file_list_column),
????????sg.VSeperator(),
????????sg.Column(image_viewer_column),
????]
]
window?=?sg.Window("圣誕帽添加軟件",?layout)
while?True:
????event,?values?=?window.read()
????if?event?==?"Cancel"?or?event?==?sg.WIN_CLOSED:
????????break
????if?event?==?"-FOLDER-":
????????folder?=?values["-FOLDER-"]
????????try:
????????????file_list?=?os.listdir(folder)
????????except:
????????????file_list?=?[]
????????fnames?=?[
????????????f
????????????for?f?in?file_list
????????????if?os.path.isfile(os.path.join(folder,?f))
????????????and?f.lower().endswith((".jpg",?".png"))
????????]
????????window["-FILE?LIST-"].update(fnames)
????elif?event?==?"-FILE?LIST-":
????????try:
????????????filename?=?os.path.join(
????????????????values["-FOLDER-"],?values["-FILE?LIST-"][0]
????????????)
????????????window["-TOUT-"].update(filename)

????????except:
????????????pass
????elif?event==?"Go"?:
????????personPath?=?filename
??'''
????????圣誕帽添加部分
????????'''
????????window["notice"].update()
????????window["-IMAGE-"].update(filename='addHat.png')
window.close()

代碼解析，這里強(qiáng)烈建議讀者結(jié)合GUI進(jìn)階篇中的圖片查看器講解一起看。當(dāng)然在做PySimpleGUI之前繼續(xù)嘮叨基本步驟：

“

Import ? Create some widgets Create the window Create the event loop

”

由于這個(gè)GUI框架是進(jìn)階篇中的圖片查看器的改進(jìn)版，對(duì)loop事件循環(huán)做了改動(dòng)和添加一些文本框，并沒(méi)有增加新的元素，鍵的使用也是和往常一樣，所以這里就不再介紹元素和鍵了，感興趣的可以回看進(jìn)階篇（元素介紹部分和鍵部分）。

這里我們layout的擺放思路如下：一個(gè)圣誕帽添加鍵、一個(gè)退出程序鍵、4個(gè)文本框來(lái)調(diào)節(jié)圖片中的圣誕帽、一個(gè)列表箱子裝路徑下的所有圖片、一個(gè)圖片顯示框、幾條用于提示用戶的文本框。按照這個(gè)思路，我們就有了while循環(huán)上面的代碼編寫。

接著是loop事件循環(huán)：這里我們以Go鍵促發(fā)圣誕帽添加，所以我們以這個(gè)按鈕為第一個(gè)主if元素。

在按鈕Go促發(fā)前我們需要進(jìn)行兩個(gè)判斷：

“

一是文本框沒(méi)有輸入任何東西、

二是文本框輸入的東西。如果是前者，我們直接調(diào)動(dòng)添加圣誕帽的程序(默認(rèn)參數(shù))并且在圖片上方顯示4個(gè)參數(shù)(x,y,w,h)，即坐標(biāo)和帽子大小。

”

如果是后者的話，我們會(huì)讓添加圣誕帽程序中的4個(gè)參數(shù)在原基礎(chǔ)上加減乘除用戶輸入的數(shù)字，并在圖片上方顯示最終的4個(gè)參數(shù)。

最終效果如下

最后簡(jiǎn)單講一下如何將上面的程序打包為exe格式，讓沒(méi)有Python環(huán)境的用戶也能使用，首先下載pyinstaller模塊

pip?install?pyinstaller

如果你的上述項(xiàng)目代碼文件命名為：hat.py。那么你要用下面命令在cmd窗口進(jìn)行打包

pyinstaller?hat.py

打包過(guò)程會(huì)有點(diǎn)慢。成功后，在py文件所在文件夾找到一個(gè)dist的子文件夾。進(jìn)去之后，找到pachong.exe文件并運(yùn)行它即可。文件夾里附帶了很多文件，你可以刪除它。

最后早起也將源碼和打包后的程序提供給大家下載，你可以在公眾號(hào)「早起Python」后臺(tái)回復(fù)圣誕即可。

因?yàn)榇虬蟮膃xe較大(200多M)，為了方便大家從Python腳本中使用，你必須按照本文開頭提示的安裝對(duì)應(yīng)模塊與下載插件，如果有問(wèn)題的話，相信下面的tips可以幫到你。

“

如果不打包的話，先把圣誕帽的圖片(png格式)和代碼程序放在相同路徑下。

進(jìn)到軟件后先點(diǎn)擊瀏覽按鈕選擇圖片存儲(chǔ)路徑（注意：路徑內(nèi)不能出現(xiàn)中文，只能英文+數(shù)字，這可能是因?yàn)镻ython中的OpenCV庫(kù)的bug）。完畢后就可以看到下方所在文件夾的全部.jpg和.png文件。點(diǎn)擊一個(gè)你想要添加圣誕帽的圖片，在按Go按鈕，在右邊的圖片框中就會(huì)刷新已經(jīng)代碼帽子的頭像！同時(shí)，在程序的路徑下也會(huì)有這張圖片的.jpg格式文件。

圖片框中除了圖片還有4個(gè)參數(shù)，4個(gè)參數(shù)的作用就是調(diào)節(jié)帽子大小和位置。因?yàn)槊繌垐D片不同，所以帽子會(huì)出現(xiàn)大小不一、偏移的情況。而后，你就需要在左邊的4個(gè)輸入框中輸入?yún)?shù)來(lái)調(diào)試（4個(gè)輸入框是在原參數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)乘運(yùn)算），以達(dá)到帽子的最佳效果，如果超出范圍，命令框會(huì)提示錯(cuò)誤。輸入后還是一樣按Go鍵，結(jié)束按Cancel鍵。

”