深度学习图像处理基础工具——opencv 实战2 文档扫描OCR-编程知识

输入一个文档，怎么进行文档扫描，输出扫描后的图片呢？

今天学习了 opencv实战项目文档扫描OCR

问题重构：输入图像是一个含有文档的图像——> 目标是将其转化为规则的扫描图片

那么怎么实现呢？

问题分解：

1 边缘检测

2 获取轮廓

3 对获取到的轮廓进行透视变换

4 OCR

如何边缘检测？

1 把图片读入——预处理（计算坐标缩放比例以便以后使用原图的时候使用，copy原图，

2.获取灰度图——高斯滤波去除噪声，边缘检测）

如何获取需要扫描的轮廓？

1.轮廓检测检测出所有轮廓，对检测出的所有轮廓按照面积大小分类

2遍历所有轮廓（计算轮廓近似使用到了

cv2.approxPolyDP 是一个用于多边形逼近的函数。它使用Douglas-Peucker算法来减少多边形的点数。 返回的是多边形的顶点坐标数组 详细解释opencv python中的 cv.approxPolyDP_cv::approxpolydp-CSDN博客

当坐标数组数是4的时候（是四边形的）把返回结果拿出来

如何进行透视变换？

使用到了四点transformer函数（见后文）变换输入 image 原图和上一步返回的坐标点输出是变换后的结果

输入的坐标点可能是乱序的，怎么进行上下左右排序？

使用了 order_points 函数思路：四个坐标（a，b） a+b 最大的是右下的点最小的是左上 b-a z最小的是右上最大的是左下（假设h >w）返回的是排序好的rect

回到四点transformer函数

怎么计算透视变换的变换矩阵M ？需要得到原坐标点和变换后的坐标点

如何将四边形转化为矩形？计算上w 和下w 的值方法两点间距离公式取最大，同理取左h 右h 取最大的高和宽得到变换后坐标位置

计算变换矩阵

用到了cv2.getPerspectiveTransform

opencv透视变换：GetPerspectiveTransform、warpPerspective函数的使用-CSDN博客

得到了变换矩阵，怎么进行透视变换？

使用到了cv2.warpPerspective函数，warpPerspective()：对图像进行透视变换。简单来说，就是有这么一副图像，它的拍摄视角不是从正面拍摄的，而是带有一定的角度，我们希望能得到从正面观察的视角。【Python+OpenCV 图像透视变换 warpPerspective函数】-CSDN博客

返回变换后结果warped

得到的warped 是这样的

还要进行二值处理、结果保存

warped = cv2.cvtColor(warped, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
ref = cv2.threshold(warped, 100, 255, cv2.THRESH_BINARY)[1]
cv2.imwrite('scan.jpg', ref)

最后得到的输出结果如下

代码：

# 导入工具包
import numpy as np
import argparse
import cv2# 设置参数
ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("-i", "--image", required = True,help = "Path to the image to be scanned") 
args = vars(ap.parse_args())def order_points(pts):# 一共4个坐标点rect = np.zeros((4, 2), dtype = "float32")# 按顺序找到对应坐标0123分别是 左上，右上，右下，左下# 计算左上，右下s = pts.sum(axis = 1)rect[0] = pts[np.argmin(s)]rect[2] = pts[np.argmax(s)]# 计算右上和左下diff = np.diff(pts, axis = 1)rect[1] = pts[np.argmin(diff)]rect[3] = pts[np.argmax(diff)]return rectdef four_point_transform(image, pts):# 获取输入坐标点rect = order_points(pts)(tl, tr, br, bl) = rect# 计算输入的w和h值widthA = np.sqrt(((br[0] - bl[0]) ** 2) + ((br[1] - bl[1]) ** 2))widthB = np.sqrt(((tr[0] - tl[0]) ** 2) + ((tr[1] - tl[1]) ** 2))maxWidth = max(int(widthA), int(widthB))heightA = np.sqrt(((tr[0] - br[0]) ** 2) + ((tr[1] - br[1]) ** 2))heightB = np.sqrt(((tl[0] - bl[0]) ** 2) + ((tl[1] - bl[1]) ** 2))maxHeight = max(int(heightA), int(heightB))# 变换后对应坐标位置dst = np.array([[0, 0],[maxWidth - 1, 0],[maxWidth - 1, maxHeight - 1],[0, maxHeight - 1]], dtype = "float32")# 计算变换矩阵M = cv2.getPerspectiveTransform(rect, dst)warped = cv2.warpPerspective(image, M, (maxWidth, maxHeight))# 返回变换后结果return warpeddef resize(image, width=None, height=None, inter=cv2.INTER_AREA):dim = None(h, w) = image.shape[:2]if width is None and height is None:return imageif width is None:r = height / float(h)dim = (int(w * r), height)else:r = width / float(w)dim = (width, int(h * r))resized = cv2.resize(image, dim, interpolation=inter)return resized# 读取输入
image = cv2.imread(args["image"])
#坐标也会相同变化
ratio = image.shape[0] / 500.0
orig = image.copy()image = resize(orig, height = 500)
# 预处理
gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
gray = cv2.GaussianBlur(gray, (5, 5), 0)
edged = cv2.Canny(gray, 75, 200)# 展示预处理结果
print("STEP 1: 边缘检测")
cv2.imshow("Image", image)
cv2.imshow("Edged", edged)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()# 轮廓检测
cnts = cv2.findContours(edged.copy(), cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)[0]
cnts = sorted(cnts, key = cv2.contourArea, reverse = True)[:5]# 遍历轮廓
for c in cnts:# 计算轮廓近似peri = cv2.arcLength(c, True)# C表示输入的点集# epsilon表示从原始轮廓到近似轮廓的最大距离，它是一个准确度参数# True表示封闭的approx = cv2.approxPolyDP(c, 0.02 * peri, True)# 4个点的时候就拿出来if len(approx) == 4:screenCnt = approxbreak# 展示结果
print("STEP 2: 获取轮廓")
cv2.drawContours(image, [screenCnt], -1, (0, 255, 0), 2)
cv2.imshow("Outline", image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()# 透视变换
warped = four_point_transform(orig, screenCnt.reshape(4, 2) * ratio)# 二值处理
warped = cv2.cvtColor(warped, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
ref = cv2.threshold(warped, 100, 255, cv2.THRESH_BINARY)[1]
cv2.imwrite('scan.jpg', ref)
# 展示结果
print("STEP 3: 变换")
cv2.imshow("Original", resize(orig, height = 650))
cv2.imshow("Scanned", resize(ref, height = 650))
cv2.imshow("warped", resize(warped, height = 650))
cv2.waitKey(0)