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从OCR图片文字识别的人工智障开始

从OCR图片文字识别的人工智障开始

作者: 赫本iii | 来源:发表于2018-06-21 15:56 被阅读274次

    ps:最近加入公司的设计与人工智能实验室 ,一系列图像和文字识别。

    1.安装OCR

    OCR (Optical Character Recognition,光学字符识别)是指电子设备(例如扫描仪或数码相机)检查纸上打印的字符,通过检测暗、亮的模式确定其形状,然后用字符识别方法将形状翻译成计算机文字的过程。目前最新的tesseract项目已经全部迁移到了github上,我们可以从中获取所有主要的信息。地址: https://github.com/tesseract-ocr/tesseract

    整个依赖安装过程如下:(Mac为例)

    //先安装依赖库libpng, jpeg, libtiff, leptonica
    brew install leptonica
    
    //安装tesseract的同时安装训练工具(一定要安装后面训练使用)
    brew install --with-training-tools tesseract
    
    //安装tesseract的同时安装所有语言(不建议安装全部 中文简体和英文足以)
    brew install  --all-languages tesseract
    
    //只安装tesseract,不安装训练工具
    brew install  tesseract
    
    

    装好后需要安装一个中文语言库,默认都是英文的语言库。
    下载地址:https://github.com/tesseract-ocr/tessdata

    根据自己的需求选择所要的语言库,在这里我们选择的是简体中文所以选择的库是:chi_sim.traineddata、eng.traineddata
    将文件拷贝到到:/usr/local/Cellar/tesseract/3.05.01/share/tessdata目录下。

    2.安装python依赖包

    需要一个封装好的基于OCR的第三方库:pytesseract
    需要一个读取图像识别的库:opencv或者pillow(建议)

    sudo pip install pytesseract
    sudo pip install PILLOW
    

    3.使用OCR(2种方式)

    • 第一种方式:命令行。

    // 默认读取图片是使用英文 image图片地址 result 识别结果result.txt
    tesseract image result
    // 使用语言包 -l (language缩写)
    tesseract -l chi_sim image result
    

    百度上可以找到很多文字图片,这里拿一张举例子。(这里需要的是tiff格式的图片) 有地址可以进行转换:https://cn.office-converter.com/Convert-to-TIF


    现在来是识别这张图片中的内容:
    新建了个文件夹OCR 下面只有一张train的图片:train.tif

    运行命令:
    // 记得用中文不然一堆乱码
    tesseract -l chi_sim train.tif result
    

    查看结果:



    准确率还可以但是因为文字比较简单,"眷顾"的"眷"被认成了"替",人工智障还不认识"一"。 以上方式为命令行操作。

    • 第二种方式:python代码实现。

    #!/usr/bin/python
    # -*- coding: UTF-8 -*-
    # 基础包:OCR
    from PIL import Image
    import pytesseract
    
    def main(img):
        image = Image.open(img)
        text = pytesseract.image_to_string(image, lang='chi_sim')
        print text
    
    
    if __name__ == '__main__':
        main('train.tif')
    

    需要导入PIL读取图片,然后通过pytesseract读取图片中的字符,语言必须选择中文简体(和命令行一样)

    python

    4.训练自己的字体库

    上面的文字怎么样让OCR都认识呢?前面安装过训练工具。
    需要先生成一个.box文件查看识别内容。命令如下:

    // 制作box文件
    tesseract train.tif train -l chi_sim batch.nochop makebox
    

    可以查看到生成了一个train.box的文件。

    train.box
    下载工具:jTessBoxEditor http://vietocr.sourceforge.net/training.html

    打开train.tif 只有生成了train.box才能查看他的识别过程。


    jTessBoxEditor

    打开train.tif可以明显看到识别的每一个字的正确。


    jTessBoxEditor

    把错误的字修改一下,更改成正确的字。然后保存。


    jTessBoxEditor

    5.制作自己的字体库文件

    需要几个命令:

    // 制作文字属性文件
    echo font 0 0 0 0 0 >font_properties
    // 生成训练文件 train.tr 这个文件非常重要之后训练用的
    tesseract train.tif train -l chi_sim nobatch box.train
    // 生成字符集
    unicharset_extractor train.box
    // 生成shape
    shapeclustering -F font_properties -U unicharset -O unicharset train.tr
    // 聚合字符特征文件
    mftraining -F font_properties -U unicharset -O unicharset train.tr
    //正常化文件
    cntraining train.tr
    

    查看结果:


    然后多出了很多文件:
    unicharset、inttemp、pffmtable、shapetable、normproto
    需要全部重命名成train.前缀:
    train.unicharset、train.inttemp、train.pffmtable、train.shapetable、train.normproto

    然后通过命令合并制作成.traineddata文件:

    // 合并训练好的文件
    combine_tessdata train.
    

    合并结果如下并且去查看OCR本身安装的语取文件就是这个.traineddata格式的官方训练好的,其实我们是自己制作了一个定制化适用自己的字体库了。



    将训练好的.traineddata移动到系统安装tesseract的文件夹下
    命令如下:

    mv train.traineddata /usr/local/Cellar/tesseract/3.05.02/share/tessdata
    

    6.测试自己的字体库

    代码不用修改太多只用把语言库改为自己的库,即lang='chi_sim' 改为我们训练的lang='train'。代码如下:

    #!/usr/bin/python
    # -*- coding: UTF-8 -*-
    # 基础包:OCR
    from PIL import Image
    import pytesseract
    
    def main(img):
        image = Image.open(img)
        text = pytesseract.image_to_string(image, lang='train')
        print text
    
    
    if __name__ == '__main__':
        main('train.tif')
    

    这次结果非常完美100%正确。但是这个库现在还是个幼小的智障库,只能识别这个图其他还需要训练,文末彩蛋给出如何训练大量字体库

    彩蛋

    制作大型字体训练库:中文有3500个汉字 一一 先制作一个list所有的常用汉字集合。


    太长不展示了3500个字

    用Opencv制作一张白底背景100x100像素的图片。

    import cv2
    a = cv2.imread('1.png')
    
    b = cv2.resize(a,(100,100))
    cv2.imwrite('train.png',b)
    

    分别把3500个汉字拼接到图片中,需要下载一个你要训练的字体类型这里苹方为例

    #!/usr/bin/python
    # -*- coding: UTF-8 -*-
    # 基础包:模型训练
    from PIL import Image, ImageFont, ImageDraw
    import constants as cs
    
    
    def draw_text(img, type, text, index):
        image = Image.open(img)
        draw = ImageDraw.Draw(image)
        font = ImageFont.truetype(type, 80)
        draw.text((10, 0), unicode(text.encode('UTF-8'), 'UTF-8'), font=font, fill='#000000')
        image.save('train/%s.tif' % index)
    
    if __name__ == '__main__':
        for text in cs.CHINESE_COMMON:
            index = cs.CHINESE_COMMON.index(text)
            draw_text('train.png', '苹方 PingFang.ttc', text, index)
    

    拼接完的图片如下:


    打开jTessBoxEditor工具>tools>merge tiff
    merge这些图片做成一个大的tif文件


    image.png

    全选保存为heben.tif文件进行训练。



    剩下前文一样训练成heben.box heben.tr... 最后修改完毕后生成一个heben.traineddata的文件就是一个大型字体库代码修改下去识别一些苹方字体试试。

    到这里一个半人工智能的人工智障就结束了。

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