?? 作者：韓信子@ShowMeAI
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?? 引言

我們本次用到的資料集是 ??Kaggle 100 種鳥資料集，大家可以通過 ShowMeAI 的百度網盤地址下載，

?? 實戰資料集下載（百度網盤）：公眾號『ShowMeAI研究中心』回復『實戰』，或者點擊這里獲取本文 [39]使用Python構建圖片顏色提取器『Bird 450 Species資料集』

? ShowMeAI官方GitHub：https://github.com/ShowMeAI-Hub

大家在做影像處理或者制作PPT時，一個非常常用的功能是顏色提取，我們可以通過提取器從已有影像的某個位置提取顏色，而不用自己肉眼比對和選擇，今天ShowMeAI就帶大家用python來實作這個功能，

我們會構建如下2個顏色提取器：

簡單提取器——從單個影像中選擇顏色
復雜提取器——從多個影像中選擇顏色串列并顯示顏色

本文的實作涉及python編程知識與部分資料可視化知識，大家可以通過ShowMeAI的以下教程和文章進行系統學習：

??圖解Python編程：從入門到精通系列教程

?? 資料科學工具庫速查表 | Matplotlib 速查表

?? 顏色提取器實作

?? 匯入工具庫

首先我們需要匯入本次所需的工具庫，matplotlib.image用于顯示影像，pyperclip用于將字串保存到剪貼板，glob用于處理檔案路徑，

#Imports
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.image as mpimg

import pyperclip

import random
import glob

我們將從不同的鳥類影像中提取顏色（即大家在第1節看到的影像），我們讀取路徑下所有的jpg格式影像，代碼如下：

#Dataset
read_path = "../../data/birds/"
img_path = glob.glob(read_path + "*.jpg")

?? 簡單顏色提取器實作

我們先實作一個簡單顏色提取器，它的功能是，每次我們單擊影像中的某個位置，該像素的 RGB 通道會保存到我們的剪貼板中，然后我們可以將該值粘貼到筆記本中，

我們先構建一個onclick函式，每次單擊影像時都會運行此程式，我們獲取點擊的 x 和 y 坐標，然后得到該坐標處像素的 RGB 通道值，并將其作為字串保存到剪貼板，完整的代碼如下：

def onclick(event):
    global img
    
    # get x,y of click
    x = round(event.xdata)
    y = round(event.ydata)
    
    # get RGB values
    rgb = img[y][x]
    
    # save to clip board
    pyperclip.copy(str(rgb))

我們要使用上面這個函式，我們首先使用 matplotlib 創建一個圖形，然后設定該圖的互動功能，將onclick函式作為引數傳入，這樣我們每次點擊就會呼叫上述函式進行顏色提取，

%matplotlib notebook
global img

fig = plt.figure(figsize=(5,5))

#Add an interactive widget to figure 
cid = fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', onclick)

#Load image and add count
path = img_path[0]
img = mpimg.imread(path)

plt.imshow(img)
plt.show()

注意：上述代碼的第2行使用了全域變數，這樣就可以在onclick函式中更新這些變數，

?? 復雜顏色提取器實作

下面我們來構建一個復雜顏色提取器，它實作的功能如下圖所示：我們多次點擊不同影像的多個位置，我們會按照順序編號和記錄顏色（注意顏色框左上角的紅色數字），并把顏色保存到串列中，

我們還是需要構建onclick函式，和之前的簡單顏色提取器有點類似，這里的主要區別在于我們不直接保存 RGB 通道值，而是呼叫change_choice來調整右側顯示的提取顏色，

def onclick(event):
    global img
    global rgb
    
    # get x,y of click
    x = round(event.xdata)
    y = round(event.ydata)
    
    # get RGB values
    rgb = img[y][x]
    
    #Update second plot with colour
    change_choice()

我們再定義一個函式onpress，它會在按下鍵盤時運行，這個函式在按下了不同鍵的情況下做不同的處理：（change_image和change_choice會分別用于更新圖片和更新顯示顏色框，在后續會定義）

n：運行change_image函式，
c：我們將 RGB 通道值保存到剪貼板和顏色串列中，接著運行change_choice函式，

具體代碼實作如下：

def onpress(event):
    global rgb
    global colours
    
    #Get key 
    key = event.key

    if key == 'n':
        change_image()
        
    elif key == 'c':
         # save to clip board
        pyperclip.copy(str(rgb))
        
        # add to list of colours
        colours.append(rgb)
        
        change_choice()

change_choice函式用于更新右側顏色框，右側的顏色框有與影像框相同的尺寸，并且根據當前全域 rgb 值進行顏色顯示，

def change_choice():
    global img
    global ax
    global colours
    global rgb
    
    # remove previous count
    for txt in ax[1].texts:
        txt.set_visible(False)
    
    # create array of colour choice
    dims = np.shape(img)
    col = np.array([[rgb]*dims[0]]*dims[1])
    ax[1].imshow(col)
    
    # update colour count
    ax[1].text(0, 15, len(colours),color='r',size=20)
    
    plt.show()

change_choice函式在2處呼叫和執行：

點擊圖片時呼叫的onclick函式中，它完成全域 rgb 更新并調整框中的顏色，
呼叫onpress函式并按下“c”時，這里顏色串列的長度+1，顏色計數也會改變，

接下來我們定義change_image函式，我們在按下“n”時會呼叫它更新影像框，代碼如下：

def change_image():
    global img_path
    global img
    global ax
    global rgb
    
    # close all open plots
    plt.close('all')
    
    fig,ax = plt.subplots(1,2,figsize=(10,5))
    
    # add an interactive widget to figure 
    cid = fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', onclick)
    cid2 = fig.canvas.mpl_connect('key_press_event', onpress)

    # load random image
    path = random.choice(img_path)
    img = mpimg.imread(path)
    
    ax[0].imshow(img)
    
    # reset the colour window
    rgb = [255,255,255]
    change_choice()

我們可以通過運行change_image函式來啟動顏色選擇器，如下：

%matplotlib tk
global img_path
global colours
colours = []

# load image paths
read_path = "../../data/birds/"
img_path = glob.glob(read_path + "*.jpg")

# start widget
change_image()

接下來當你就可以使用這個復雜顏色提取器啦，在您遍歷影像并保存顏色時，顏色串列隨之更更新，我們在下圖的 colours 里可以看到提取的顏色構建的rgb值序列，

參考資料

?? Kaggle 100 種鳥資料集：https://www.kaggle.com/datasets/gpiosenka/100-bird-species
?? Python3?技能提升系列：https://www.showmeai.tech/tutorials/56
?? 資料科學工具庫速查表 | Matplotlib 速查表：https://www.showmeai.tech/article-detail/103