צבעי תמונה

חלק מהיחידה למידה בלתי מונחית במסלול ה-Machine Learning של Coddy. שיעור 41 מתוך 51.

לדפוס משי יש כמה צבעי דיו, לא מיליוני צבעים. k-means בוחר את המעטים הטובים ביותר לכל תמונה:

שתי תמונות של שקיעה זו לצד זו. משמאל, המקור: שמיים שצבעם דוהה מסגול לכתום, שמש צהובה, ים כהה עם השתקפות כתומה. מימין, אותה שקיעה ב-4 צבעים אחידים

לתמונת צבע יש צורה (שורות, עמודות, 3): אדום, ירוק וכחול לכל פיקסל, כל אחד בטווח שבין 0 ל-1. שינוי צורה אחד הופך את הפיקסלים לנתונים:

תמונה בגודל 2 על 3 של פיקסלים כתומים, צהובים וכחולים כהים, עם חץ לטבלה בת 6 שורות, אחת לכל פיקסל, שכל אחת מכילה את ערכי האדום, הירוק והכחול שלו

pixels = image.reshape(-1, 3)
km = KMeans(n_clusters=4, n_init=10, random_state=0).fit(pixels)
poster = km.cluster_centers_[km.labels_].reshape(image.shape)
ax.imshow(poster)

כל מרכז הוא צבע. אינדוקס המרכזים באמצעות התוויות מעניק לכל פיקסל את הצבע של המרכז שלו; פעולת שינוי הצורה מקפלת את השורות בחזרה לתמונה.

אתגר

בינוני

סטודיו לפוסטרים מדפיס באגם הררי בטכניקת הדפס רשת באמצעות k צבעי דיו. קוד ההתחלה מצייר את image בגודל 40 על 60, קורא את k ומגדיר תרשים עם כותרת.

הפוך את התמונה לשורה אחת לכל פיקסל ומצא k צבעים באמצעות k-means.
צבע מחדש כל פיקסל בצבע של המרכז שלו וקפל את השורות בחזרה לתמונה.
צייר אותה על ax והצג אותה.

כמו השקיעה הזו ב-5 צבעי דיו:

השקיעה נצבעה מחדש ב-5 צבעים אחידים, עם הכותרת 5 inks: רצועת שמיים בצבעי שזיף וורוד, רצועה כתומה, שמש צהובה, ים כחול כהה עם פסים כתומים

התוכנית שלך לא מדפיסה דבר: Coddy מתאר את התמונה שלך ואת צבעי הדיו שלה. עכשיו נסה ערכים אחרים של k: מתי הסירה האדומה מקבלת צבע דיו משלה?

נסו בעצמכם

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.cluster import KMeans


# מצייר אגם הררי בגודל 40 על 60: שמיים, פסגה מושלגת, יער, מים וסירה אדומה
def paint_lake():
    image = np.zeros((40, 60, 3))
    for r in range(40):
        for c in range(60):
            if 30 <= r <= 31 and 10 <= c <= 17 - (r - 30) * 2:
                image[r, c] = [0.8, 0.15, 0.1]
            elif r >= 27:
                t = (r - 27) / 12
                image[r, c] = [0.1, 0.45 - 0.2 * t, 0.65 - 0.2 * t]
            elif r >= 21:
                image[r, c] = [0.1, 0.35 + 0.05 * (c % 3), 0.15]
            elif r >= abs(c - 34) + 4 and r < 10:
                image[r, c] = [0.95, 0.95, 0.97]
            elif r >= abs(c - 34) + 4:
                image[r, c] = [0.45, 0.42, 0.45]
            else:
                image[r, c] = [0.55 + r / 50, 0.75 + r / 120, 0.95]
    return np.round(image, 3)


# אין לשנות את השורות שלהלן
image = paint_lake()
k = int(input())
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_title(f"{k} inks")
ax.axis("off")

# כתבו את הקוד שלכם למטה