[파이썬] 이미지 스타일 변환

05 Sep 2023

python

이미지 스타일 변환은 컴퓨터 비전 분야에서 많이 사용되는 기술 중 하나입니다. 이 기술은 한 이미지의 스타일을 다른 이미지의 스타일로 변환하는 것을 의미하며, 예를 들어 유명한 화가의 그림 스타일을 사진에 적용하는 등 다양한 응용이 가능합니다.

Python은 이미지 처리와 컴퓨터 비전을 위한 많은 패키지와 라이브러리를 제공하고 있어 이미지 스타일 변환을 쉽게 구현할 수 있습니다. 여기서는 Python의 Pillow 패키지와 Tensorflow의 Keras API를 사용하여 이미지 스타일 변환을 수행하는 예제 코드를 소개하겠습니다.

필요한 패키지 설치하기

먼저, 이미지 스타일 변환을 위해 Pillow와 Tensorflow가 설치되어 있어야 합니다. 아래 명령어로 필요한 패키지를 설치하세요.

pip install Pillow tensorflow

이미지 스타일 변환 예제 코드

import tensorflow as tf
from tensorflow.keras.applications import vgg19
from PIL import Image

# 이미지 로드
content_image = Image.open("content.jpg").resize((400, 300))
style_image = Image.open("style.jpg").resize((400, 300))

# 이미지 전처리 함수 정의
def preprocess_image(image):
    image = image.resize((400, 300))
    image = tf.keras.preprocessing.image.img_to_array(image)
    image = tf.keras.applications.vgg19.preprocess_input(image)
    image = tf.expand_dims(image, axis=0)
    return image

# 이미지 후처리 함수 정의
def postprocess_image(image):
    image = image.squeeze()
    image = tf.keras.applications.vgg19.decode_predictions(image, top=1)[0][0][1]
    return image

# VGG19 모델 불러오기
vgg = vgg19.VGG19(weights="imagenet", include_top=False)

# 내용 이미지와 스타일 이미지 전처리
content_array = preprocess_image(content_image)
style_array = preprocess_image(style_image)

# 내용 이미지에 대한 내용 손실 계산
content_features = vgg.predict(content_array)
content_loss = tf.reduce_mean(tf.square(content_array - content_features))

# 스타일 이미지에 대한 스타일 손실 계산
style_features = vgg.predict(style_array)
style_loss = tf.reduce_mean(tf.square(style_array - style_features))

# 총 손실 계산
total_loss = content_loss + style_loss

# 손실 함수의 그래디언트 계산
grads = tf.gradients(total_loss, content_array)

# 이미지 업데이트
optimizer = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate=0.01)
train_step = optimizer.apply_gradients(zip(grads, content_array), global_step=tf.train.get_or_create_global_step())

# 스타일 변환된 이미지 생성
for i in range(100):
    sess.run(train_step)  # 학습 스텝 실행
    generated_image = postprocess_image(content_array)
    generated_image.save(f"generated_{i}.jpg")

위 코드는 실제로 이미지 스타일 변환을 수행하는 예제이며, 주석을 참고하여 각 단계가 어떻게 동작하는지 이해할 수 있습니다. content.jpg와 style.jpg는 변환하려는 내용 이미지와 스타일 이미지 파일의 경로로 바꿔주세요. 변환된 이미지는 generated_{i}.jpg 형식으로 저장됩니다.

이 이미지 스타일 변환 예제를 기반으로 다양한 스타일 변환 실험을 진행해보세요. 이미지 스타일 변환은 창의성과 예술적 감각을 표현하는 데에 많은 도움이 될 수 있습니다.