我想问是否有一种简单有效的方法可以将给定字符呈现到 numpy 数组。我想要的是一个接受字符作为输入并返回一个numpy数组的函数，然后我可以将其用作plt.imshow()函数的参数。在互联网上真的找不到，除了几个需要大量依赖的解决方案，当这似乎是一件容易的事。
【问题讨论】：
scikit-image 将它们转换为二进制（阈值）然后你将自动拥有你的 numpy 数组。
标签： python arrays numpy unicode character
我实现了自己的绘图函数，称为text_draw_np(...)，它使用 PIL 库将任何文本（不仅是单个字母，甚至允许多行）绘制到 numpy RGB 数组。它支持文本的着色和拉伸（改变纵横比），还支持可选的间隙（文本周围的空白）删除功能。
要使用下一个代码安装一次pip模块python -m pip install pillow numpy matplotlib，这里matplotlib不是绘图功能本身所必需的，它仅用于测试。
用法/测试示例见代码末尾，就在我的函数之后。代码后还有用不同颜色、字体大小、宽度/高度和拉伸绘制不同字母/文本的示例。
绘制一个或多个字母的最简单用例是 result_numpy_array = text_draw_np('ABC', height = 200)，这里生成的图像的高度是 200 像素。
函数接受下一个参数：
text - Python 字符串，可以是一个字母，也可以是多个字母，甚至可以是多行（'\n' 里面的字母可以分割行）。font - 包含字体的文件的文件名或路径（字符串）。字体可以是任何 TrueType 字体，默认情况下我使用来自路径 c:/windows/fonts/arial.ttf 的默认 Windows 字体 Arial，在 Linux/MacOS 上你应该更正这个路径，你也可能想从互联网上下载一些免费的 TrueType 字体，例如from here。也可能支持其他格式，均由 FreeType 库支持，但需要对代码 PIL.ImageFont.truetype(...) 进行单行修改。fontsize - 要使用的字体大小，大小以给定字体文件特定的单位表示。您只能指定fontsize 或width/height 之一。width/height - 以像素为单位指定，如果您同时指定两者，则绘制的文本将被拉伸以填充给定的宽度/高度。如果您仅指定其中任何一个（另一个为 None），则会自动计算另一个以保持纵横比，并且文本将不被拉伸。remove_gaps - 如果此参数为 True，则文本（背景）周围的多余空格将被删除。大多数字体都有额外的空格，例如小写字母m 顶部空间较大，大写字母T 顶部空间较小。需要该空间以使所有字母具有相同的高度，多行文本也需要空间以在行之间留出一些空间。如果 remove_gaps 为 False（这是默认值），则空间将保留在 Font Glyphs 给定的数量内。color - 前景色（默认为'black'），bg - 背景色（默认为'white'），两者都可以是常见的颜色字符串名称，如'red'/'green'/'blue'，或RGB 元组，如 (0, 255, 0) 表示绿色。def text_draw_np(text, *, width = None, height = None, fontsize = None, font = 'c:/windows/fonts/arial.ttf', bg = (255, 255, 255), color = (0, 0, 0), remove_gaps = False, cache = {}):
import math, numpy as np, PIL.Image, PIL.ImageDraw, PIL.ImageFont, PIL.ImageColor
def get_font(fname, size):
key = ('font', fname, size)
if key not in cache:
cache[key] = PIL.ImageFont.truetype(fname, size = size, encoding = 'unic')
return cache[key]
def text_size(text, font):
if 'tsd' not in cache:
cache['tsi'] = PIL.Image.new('RGB', (1, 1))
cache['tsd'] = PIL.ImageDraw.Draw(cache['tsi'])
return cache['tsd'].textsize(text, font)
if fontsize is not None:
pil_font = get_font(font, fontsize)
text_width, text_height = text_size(text, pil_font)
width, height = text_width, text_height
else:
pil_font = get_font(font, 24)
text_width, text_height = text_size(text, pil_font)
assert width is not None or height is not None, (width, height)
width, height = math.ceil(width) if width is not None else None, math.ceil(height) if height is not None else None
pil_font = get_font(font, math.ceil(1.2 * 24 * max(
([width / text_width] if width is not None else []) +
([height / text_height] if height is not None else [])
)))
text_width, text_height = text_size(text, pil_font)
if width is None:
width = math.ceil(height * text_width / text_height)
if height is None:
height = math.ceil(width * text_height / text_width)
canvas = PIL.Image.new('RGB', (text_width, text_height), bg)
draw = PIL.ImageDraw.Draw(canvas)
draw.text((0, 0), text, font = pil_font, fill = color)
if remove_gaps:
a = np.asarray(canvas)
bg_rgb = PIL.ImageColor.getrgb(bg)
b = np.zeros_like(a)
b[:, :, 0] = bg_rgb[0]; b[:, :, 1] = bg_rgb[1]; b[:, :, 2] = bg_rgb[2]
t0 = np.any((a != b).reshape(a.shape[0], -1), axis = -1)
top, bot = np.flatnonzero(t0)[0], np.flatnonzero(t0)[-1]
t0 = np.any((a != b).transpose(1, 0, 2).reshape(a.shape[1], -1), axis = -1)
lef, rig = np.flatnonzero(t0)[0], np.flatnonzero(t0)[-1]
a = a[top : bot, lef : rig]
canvas = PIL.Image.fromarray(a)
canvas = canvas.resize((width, height), PIL.Image.LANCZOS)
return np.asarray(canvas)
import matplotlib.pyplot as plt, matplotlib
fig, axs = plt.subplots(3, 3, constrained_layout = True)
axs[0, 0].imshow(text_draw_np('A', height = 500), interpolation = 'lanczos')
axs[0, 1].imshow(text_draw_np('B', height = 500, color = 'white', bg = 'black'), interpolation = 'lanczos')
axs[0, 2].imshow(text_draw_np('0 Stretch,No-Gaps!', width = 500, height = 500, color = 'green', bg = 'magenta', remove_gaps = True), interpolation = 'lanczos')
axs[1, 0].imshow(text_draw_np('1 Stretch,No-Gaps!', width = 1500, height = 100, color = 'blue', bg = 'yellow', remove_gaps = True), interpolation = 'lanczos')
axs[1, 1].imshow(text_draw_np('2 Stretch,With-Gaps', width = 500, height = 200, color = 'red', bg = 'gray'), interpolation = 'lanczos')
axs[1, 2].imshow(text_draw_np('3 By-Height-300', height = 300, color = 'black', bg = 'lightgray'), interpolation = 'lanczos')
axs[2, 0].imshow(text_draw_np('4 By-FontSize-40', fontsize = 40, color = 'purple', bg = 'lightblue'), interpolation = 'lanczos')
axs[2, 1].imshow(text_draw_np(''.join([(chr(i) + ('' if (j + 1) % 7 != 0 else '\n')) for j, i in enumerate(range(ord('A'), ord('Z') + 1))]),
fontsize = 40, font = 'c:/windows/fonts/cour.ttf'), interpolation = 'lanczos')
axs[2, 2].imshow(text_draw_np(''.join([(chr(i) + ('' if (j + 1) % 16 != 0 else '\n')) for j, i in enumerate(range(32, 128))]),
fontsize = 40, font = 'c:/windows/fonts/cour.ttf'), interpolation = 'lanczos')
#plt.tight_layout(pad = 0.05, w_pad = 0.05, h_pad = 0.05)
plt.show()
输出：
【讨论】：
ODL 有 text_phantom，它通过一些花里胡哨的功能做到了这一点。
为了给您一个简化的实现，您可以使用PIL 库。具体来说你需要决定图片大小和字体大小，那么就比较简单了。
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
import numpy as np
def text_phantom(text, size):
# Availability is platform dependent
font = 'arial'
# Create font
pil_font = ImageFont.truetype(font + ".ttf", size=size // len(text),
encoding="unic")
text_width, text_height = pil_font.getsize(text)
# create a blank canvas with extra space between lines
canvas = Image.new('RGB', [size, size], (255, 255, 255))
# draw the text onto the canvas
draw = ImageDraw.Draw(canvas)
offset = ((size - text_width) // 2,
(size - text_height) // 2)
white = "#000000"
draw.text(offset, text, font=pil_font, fill=white)
# Convert the canvas into an array with values in [0, 1]
return (255 - np.asarray(canvas)) / 255.0
这给出了，例如：
import matplotlib.pyplot as plt
plt.imshow(text_phantom('A', 100))
plt.imshow(text_phantom('Longer text', 100))
【讨论】：
plt.imshow(text_phantom('A', 100))，因为size 不是一个数组。