PythonとOpenCVで画像をアスキーアート化してみる（トレースAAへの道）

大学時代の専門学科は今でいう人工知能系だった。

しかし入学当時の1999年、人工知能の限界が囁かされ「冬の時代」と呼ばれていた。

「教師付き学習」などを用いた手法を採用した論文は査読で落とされる時代。

数学的計算アプローチに基づいた手法や研究のみが正しいとされ、学生も頑なにそれを信じて生きてきた。

それが、たった10年で180度変わった。

今では人工知能学会以外ですら機械学習を使った研究のオンパレード。

むしろ機械学習を使わなければ査読に受からない状況だ。

将来の事は誰にも分からないのは仕方ないが、頭ごなしに否定する教授は何だかなぁ……。

画像から自動的にアスキーアートを作る
1. ASCII文字を決定する
2. ソースコード
輪郭トレースによる抽出
1. ディープラーニングでアスキーアート（DeepAA）
まとめ

そんな冬の時代に私は「コンピュータビジョン（CV）／コンピュータグラフィックス（CG）」の研究室を選択した。

一番人気の研究室だったのでオープンキャンパスでも多くの人が訪れた。

CGチームは楽しそうな出し物をしていたが、私は地味なCVチーム（画像認識）。

それでも「何か出し物を出せないかな？」と考えて、提供したのが

写真からアスキーアート

研究室に見学に来た人の写真を撮り名前を聞き、見学が終わるタイミングで自分の名前で書かれたアスキーアートの印刷用紙を記念に持ち帰る仕組みだ。

即興で考えた割には、それなりに喜んで貰えた。

実はこれはとても簡単で、256色の解像度を文字数に合わせて落とし込むだけ。

どうしてこんな話をしたかというと、自宅に帰ると子供が興奮気味に話をしてきた。

学校で写真を撮ったんだよ。それで、また大きな写真を作ってロケットで飛ばすんだよ！！

もう何言ってるか分かんねーよｗｗ

調べて納得。

第９回国際総合企画「こども宇宙プロジェクト」

撮影した写真でつくったモザイクアートを、ＮＡＳＡのロケットに搭載し、国際宇宙ステーション（ＩＳＳ）に送る

第11回こども宇宙プロジェクト｜モザイクアート

因みに第八回は次のような感じだ。

これ、ちっとも技術的には難しくない。

でも大量の写真が必要だから一般人が必要とするユースケースが想定できない。

子供に説明するためにスクリプトを書いたので、画像からのアスキーアートを簡単に紹介しておく。

画像から自動的にアスキーアートを作る

仕組みとしては、次のようになる。

画像をグレースケールに変換する
各ピクセルの色の濃さを取得し、それに応じて文字を決定する
列ごとに改行する

当時はC言語で作ったが、PythonとOpenCVを使えばこれらの処理を超簡単に行える。

ASCII文字を決定する

各ピクセルの濃度（0～255）ごとにASCII文字を決定する必要があるが、文字を置き換えるだけじゃ面白くない。

そこで、当時は名前を聞いてアスキーアートを作ることを試みた。

こうすることによって、

研究室に尋ねてきた顧客の個人情報をさり気なく聞くことができ、写真と名前も管理できて超お得！

という裏の目的があった。今ではぼんくらオヤジだが、当時はアイデア豊富だったなぁ。

その際に「漢字」「ひらがな」両方聞く。

そして主観で文字が複雑（濃度が高い）な順に並び替え、最後に「＄？｜・￥＝～；。、　」など濃度が低そうな文字列を追加する。

colorset = "隆保和田だずやすかたか＄？｜・￥＝～；。、　"

1	colorset = "隆保和田だずやすかたか＄？｜・￥＝～；。、　"

順番は見た目で決めただけなので超適当だけど、ここを瞬時に判断しないと、多くの人を処理しきれない。

ソースコード

当時はC言語で書いていたけど、今回はPythonでサクッと書いてしまう。

import cv2

colorset = "隆保和田だずやすかたか＄？｜・￥＝～；。、　"

imgpath = "woman2.jpg"

# 画像をグレースケールで読み込む
img = cv2.imread(imgpath, 0)
# 画像の幅、高さを取得
width, height = img.shape[1::-1]

# 指定サイズでの画像のリサイズ（全角文字なので横幅を1/2にする）
resize = width // 35
tmp = float(resize / 2)
img = cv2.resize(img, (width // resize, int(height // tmp) ))

output = "<pre>\n"
for gray in img:
    output += "\n"
    for dark in gray:
        output += colorset[ len(colorset) * dark // 256 ] * 2
output += "</pre>\n"

with open("output.html", mode="w") as f:
    f.write(output)