从色彩直方图生成随机图片的最快方法是什么？

Question

假设我有一个颜色直方图。在Python中是否有一种巧妙的方法可以从颜色直方图生成随机图像？

更具体地说，我想根据颜色直方图的分布为每个像素生成随机颜色。

谢谢！

- jack

---

你的直方图格式是什么？我的意思是你能否展示一下存储方式并且给出一个例子？ - Mark Setchell

Answer 1

numpy.random.choice

以下是来自链接文档的参数：

a : 1-D 数组或 int

如果是一个 ndarray，则从其元素中生成随机样本。 如果是 int，则生成的随机样本就像 a 是 np.arange(a) 一样。

size : int 或者 int 元组，可选

输出形状。 如果给定的形状为 (m, n, k)，则会抽取 m * n * k 个样本。默认值为 None，此时返回单个值。

replace : boolean，可选

样本是否带或不带替换

p : 1-D 数组或类似数组，可选

a 中每个条目相关联的概率。 如果未给出，则假定样本在 a 的所有条目上具有均匀分布。

---

参数 shape 应该是您的图像大小，例如 (100,100)。 参数 a 应该是分布，参数 p 应该是由直方图生成的分布。

例如：

import numpy as np
bins = np.array([0,0.5,1])
freq = np.array([1.,2,3])
prob = freq / np.sum(freq)
image = np.random.choice(bins, size=(100,100), replace=True, p=prob)
plt.imshow(image)

收益率

---

为了支持多个颜色通道，您有几个选择。这里是其中之一，我们从颜色索引中选择而不是颜色本身：

colors = np.array([(255.,0,0), (0,255,0), (0,0,255)])
indices = np.array(range(len(colors)))
im_indices = np.random.choice(indices, size=(100,100), p=prob)
image = colors[im_indices]

- en_Knight

---

谢谢您的回答。不过我还有一个问题，对于彩色图像，我们如何生成颜色直方图？由于有三个通道，我们如何将颜色范围压缩成一维？ - jack

@jack 这个回答解决了你的问题吗？ - en_Knight

谢谢回答。我想我明白了，但是生成一个形状为（255，255，255）的颜色空间的代码不正确。 - jack

不，那是一个由三种颜色组成的数组（分别是红、绿和蓝），只是作为一个示例。在前面的例子中，[0，.5，1] 对应于 3 种灰度颜色。我假设频率与上一个例子相同。然后，图像是根据这三种颜色的直方图采样的一个 100x100 的图像。这有意义吗？ - en_Knight

哦，我明白了！那很有道理。但是我之前问的后续问题实际上是如何生成这样的颜色直方图。因此，对于一个RGB图像，我想要一个看起来像{color1: 0.01, color2: 0.1,..... color100:0.04}的直方图，其中colorxxx是代表具有形状（256，256，3）的bin的颜色。但是你的答案已经回答了我之前问的问题，所以我会将其选为已回答。谢谢。 - jack

Answer 2

random.choices 可以从加权种群中选择元素。例如：

>>> import random
>>> histogram = {"white": 1, "red": 5, "blue": 10}
>>> pixels = random.choices(list(histogram.keys()), list(histogram.values()), k=25)
>>> pixels
['blue', 'red', 'red', 'red', 'blue', 'red', 'red', 'white', 'blue', 'white', 'red', 'red', 'blue', 'red', 'blue', 'blue', 'blue', 'blue', 'blue', 'blue', 'blue', 'blue', 'blue', 'blue', 'blue']

- Kevin