图像的手绘效果

思路：利用像素之间的梯度值和虚拟深度值对图像进行重构，根据灰度变化来模拟人类视觉的明暗程度。

from PIL import Image
import numpy as np

a = np.asarray(Image.open('./beijing.jpg').convert('L')).astype('float')

depth = 10.             # 预设虚拟深度值为10，范围(0-100)
grad = np.gradient(a)                #取图像灰度的梯度值
grad_x, grad_y = grad         #分别取x和y方向的图像梯度值
grad_x = grad_x*depth/100.  #根据深度调整x和y方向的梯度值
grad_y = grad_y*depth/100.
A = np.sqrt(grad_x**2 + grad_y**2 + 1.)
uni_x = grad_x/A
uni_y = grad_y/A
uni_z = 1./A

vec_el = np.pi/2.2                     # 光源的俯视角度，弧度值
vec_az = np.pi/4.                     # 光源的方位角度，弧度值
dx = np.cos(vec_el)*np.cos(vec_az)     #光源对x 轴的影响
dy = np.cos(vec_el)*np.sin(vec_az)     #光源对y 轴的影响
dz = np.sin(vec_el)                 #光源对z 轴的影响

b = 255*(dx*uni_x + dy*uni_y + dz*uni_z)     #光源归一化
b = b.clip(0,255)  #避免数据越界，将生成的灰度值裁剪至0-255区间

im = Image.fromarray(b.astype('uint8'))     #重构图像
im.save('./beijingHD.jpg')

Note：需要安装第三方库pillow