我正在努力从 BufferedImage 中快速有效地提取矩形中的单词。
例如,我有以下页面:(编辑!)扫描图像,因此它可能包含噪声、倾斜和失真。
如何在没有矩形的情况下提取以下图像:
(编辑!)我可以使用 OpenCv 或任何其他库,但我对高级图像处理技术绝对陌生。
编辑
我使用了 karlphillip 建议的方法 here而且效果不错。
这是代码:
package ro.ubbcluj.detection;
import java.awt.FlowLayout;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.ImageIcon;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.WindowConstants;
import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfByte;
import org.opencv.core.MatOfPoint;
import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.core.Scalar;
import org.opencv.core.Size;
import org.opencv.highgui.Highgui;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
public class RectangleDetection {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
Mat image = loadImage();
Mat grayscale = convertToGrayscale(image);
Mat treshold = tresholdImage(grayscale);
List<MatOfPoint> contours = findContours(treshold);
Mat contoursImage = fillCountours(contours, grayscale);
Mat grayscaleWithContours = convertToGrayscale(contoursImage);
Mat tresholdGrayscaleWithContours = tresholdImage(grayscaleWithContours);
Mat eroded = erodeAndDilate(tresholdGrayscaleWithContours);
List<MatOfPoint> squaresFound = findSquares(eroded);
Mat squaresDrawn = Rectangle.drawSquares(grayscale, squaresFound);
BufferedImage convertedImage = convertMatToBufferedImage(squaresDrawn);
displayImage(convertedImage);
}
private static List<MatOfPoint> findSquares(Mat eroded) {
return Rectangle.findSquares(eroded);
}
private static Mat erodeAndDilate(Mat input) {
int erosion_type = Imgproc.MORPH_RECT;
int erosion_size = 5;
Mat result = new Mat();
Mat element = Imgproc.getStructuringElement(erosion_type, new Size(2 * erosion_size + 1, 2 * erosion_size + 1));
Imgproc.erode(input, result, element);
Imgproc.dilate(result, result, element);
return result;
}
private static Mat convertToGrayscale(Mat input) {
Mat grayscale = new Mat();
Imgproc.cvtColor(input, grayscale, Imgproc.COLOR_BGR2GRAY);
return grayscale;
}
private static Mat fillCountours(List<MatOfPoint> contours, Mat image) {
Mat result = image.clone();
Imgproc.cvtColor(result, result, Imgproc.COLOR_GRAY2RGB);
for (int i = 0; i < contours.size(); i++) {
Imgproc.drawContours(result, contours, i, new Scalar(255, 0, 0), -1, 8, new Mat(), 0, new Point());
}
return result;
}
private static List<MatOfPoint> findContours(Mat image) {
List<MatOfPoint> contours = new ArrayList<>();
Mat hierarchy = new Mat();
Imgproc.findContours(image, contours, hierarchy, Imgproc.RETR_TREE, Imgproc.CHAIN_APPROX_NONE);
return contours;
}
private static Mat detectLinesHough(Mat img) {
Mat lines = new Mat();
int threshold = 80;
int minLineLength = 10;
int maxLineGap = 5;
double rho = 0.4;
Imgproc.HoughLinesP(img, lines, rho, Math.PI / 180, threshold, minLineLength, maxLineGap);
Imgproc.cvtColor(img, img, Imgproc.COLOR_GRAY2RGB);
System.out.println(lines.cols());
for (int x = 0; x < lines.cols(); x++) {
double[] vec = lines.get(0, x);
double x1 = vec[0], y1 = vec[1], x2 = vec[2], y2 = vec[3];
Point start = new Point(x1, y1);
Point end = new Point(x2, y2);
Core.line(lines, start, end, new Scalar(0, 255, 0), 3);
}
return img;
}
static BufferedImage convertMatToBufferedImage(Mat mat) throws IOException {
MatOfByte matOfByte = new MatOfByte();
Highgui.imencode(".jpg", mat, matOfByte);
byte[] byteArray = matOfByte.toArray();
InputStream in = new ByteArrayInputStream(byteArray);
return ImageIO.read(in);
}
static void displayImage(BufferedImage image) {
JFrame frame = new JFrame();
frame.getContentPane().setLayout(new FlowLayout());
frame.getContentPane().add(new JLabel(new ImageIcon(image)));
frame.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
frame.pack();
frame.setVisible(true);
}
private static Mat tresholdImage(Mat img) {
Mat treshold = new Mat();
Imgproc.threshold(img, treshold, 225, 255, Imgproc.THRESH_BINARY_INV);
return treshold;
}
private static Mat tresholdImage2(Mat img) {
Mat treshold = new Mat();
Imgproc.threshold(img, treshold, -1, 255, Imgproc.THRESH_BINARY_INV + Imgproc.THRESH_OTSU);
return treshold;
}
private static Mat loadImage() {
return Highgui
.imread("E:\\Programs\\Eclipse Workspace\\LicentaWorkspace\\OpenCvRectangleDetection\\src\\img\\form3.jpg");
}
和 Rectangle 类
package ro.ubbcluj.detection;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfPoint;
import org.opencv.core.MatOfPoint2f;
import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.core.Scalar;
import org.opencv.core.Size;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
public class Rectangle {
static List<MatOfPoint> findSquares(Mat input) {
Mat pyr = new Mat();
Mat timg = new Mat();
// Down-scale and up-scale the image to filter out small noises
Imgproc.pyrDown(input, pyr, new Size(input.cols() / 2, input.rows() / 2));
Imgproc.pyrUp(pyr, timg, input.size());
// Apply Canny with a threshold of 50
Imgproc.Canny(timg, timg, 0, 50, 5, true);
// Dilate canny output to remove potential holes between edge segments
Imgproc.dilate(timg, timg, new Mat(), new Point(-1, -1), 1);
// find contours and store them all as a list
Mat hierarchy = new Mat();
List<MatOfPoint> contours = new ArrayList<>();
Imgproc.findContours(timg, contours, hierarchy, Imgproc.RETR_LIST, Imgproc.CHAIN_APPROX_SIMPLE);
List<MatOfPoint> squaresResult = new ArrayList<MatOfPoint>();
for (int i = 0; i < contours.size(); i++) {
// Approximate contour with accuracy proportional to the contour
// perimeter
MatOfPoint2f contour = new MatOfPoint2f(contours.get(i).toArray());
MatOfPoint2f approx = new MatOfPoint2f();
double epsilon = Imgproc.arcLength(contour, true) * 0.02;
boolean closed = true;
Imgproc.approxPolyDP(contour, approx, epsilon, closed);
List<Point> approxCurveList = approx.toList();
// Square contours should have 4 vertices after approximation
// relatively large area (to filter out noisy contours)
// and be convex.
// Note: absolute value of an area is used because
// area may be positive or negative - in accordance with the
// contour orientation
boolean aproxSize = approx.rows() == 4;
boolean largeArea = Math.abs(Imgproc.contourArea(approx)) > 200;
boolean isConvex = Imgproc.isContourConvex(new MatOfPoint(approx.toArray()));
if (aproxSize && largeArea && isConvex) {
double maxCosine = 0;
for (int j = 2; j < 5; j++) {
// Find the maximum cosine of the angle between joint edges
double cosine = Math.abs(getAngle(approxCurveList.get(j % 4), approxCurveList.get(j - 2),
approxCurveList.get(j - 1)));
maxCosine = Math.max(maxCosine, cosine);
}
// If cosines of all angles are small
// (all angles are ~90 degree) then write quandrange
// vertices to resultant sequence
if (maxCosine < 0.3) {
Point[] points = approx.toArray();
squaresResult.add(new MatOfPoint(points));
}
}
}
return squaresResult;
}
// angle: helper function.
// Finds a cosine of angle between vectors from pt0->pt1 and from pt0->pt2.
private static double getAngle(Point point1, Point point2, Point point0) {
double dx1 = point1.x - point0.x;
double dy1 = point1.y - point0.y;
double dx2 = point2.x - point0.x;
double dy2 = point2.y - point0.y;
return (dx1 * dx2 + dy1 * dy2) / Math.sqrt((dx1 * dx1 + dy1 * dy1) * (dx2 * dx2 + dy2 * dy2) + 1e-10);
}
public static Mat drawSquares(Mat image, List<MatOfPoint> squares) {
Mat result = new Mat();
Imgproc.cvtColor(image, result, Imgproc.COLOR_GRAY2RGB);
int thickness = 2;
Core.polylines(result, squares, false, new Scalar(0, 255, 0), thickness);
return result;
}
}
结果示例:
...不过,它对较小的图像效果不是很好:
也许可以建议一些改进?或者如果我有一批图像要处理,如何使算法更快?
最佳答案
我使用 opencv 在 c++ 中完成了以下程序(我不熟悉 java+opencv)。我已经包含了您提供的两个示例图像的输出。对于其他一些图像,您可能需要在轮廓过滤部分调整阈值。
#include "stdafx.h"
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
// load image as grayscale
Mat im = imread(INPUT_FILE, CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);
Mat morph;
// morphological closing with a column filter : retain only large vertical edges
Mat morphKernelV = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(1, 7));
morphologyEx(im, morph, MORPH_CLOSE, morphKernelV);
Mat bwV;
// binarize: will contain only large vertical edges
threshold(morph, bwV, 0, 255.0, CV_THRESH_BINARY | CV_THRESH_OTSU);
// morphological closing with a row filter : retain only large horizontal edges
Mat morphKernelH = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(7, 1));
morphologyEx(im, morph, MORPH_CLOSE, morphKernelH);
Mat bwH;
// binarize: will contain only large horizontal edges
threshold(morph, bwH, 0, 255.0, CV_THRESH_BINARY | CV_THRESH_OTSU);
// combine the virtical and horizontal edges
Mat bw = bwV & bwH;
threshold(bw, bw, 128.0, 255.0, CV_THRESH_BINARY_INV);
// just for illustration
Mat rgb;
cvtColor(im, rgb, CV_GRAY2BGR);
// find contours
vector<vector<Point>> contours;
vector<Vec4i> hierarchy;
findContours(bw, contours, hierarchy, CV_RETR_CCOMP, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0));
// filter contours by area to obtain boxes
double areaThL = bw.rows * .04 * bw.cols * .06;
double areaThH = bw.rows * .7 * bw.cols * .7;
double area = 0;
for(int idx = 0; idx >= 0; idx = hierarchy[idx][0])
{
area = contourArea(contours[idx]);
if (area > areaThL && area < areaThH)
{
drawContours(rgb, contours, idx, Scalar(0, 0, 255), 2, 8, hierarchy);
// take bounding rectangle. better to use filled countour as a mask
// to extract the rectangle because then you won't get any stray elements
Rect rect = boundingRect(contours[idx]);
cout << "rect: (" << rect.x << ", " << rect.y << ") " << rect.width << " x " << rect.height << endl;
Mat imRect(im, rect);
}
}
return 0;
}
第一张图片的结果:
第二张图片的结果:
关于java - 从文本中提取矩形中的单词,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/23289387/
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