数学公式的识别

LaTeX

在上世纪80年代初期，由美国计算机学家莱斯利·兰伯特开发的LaTeX，可以生成复杂表格和数学公式，得到高印刷质量的科技和数学类文档书籍等。目前在学术圈和各大出版商都广泛的使用这种系统来排版、编辑科学文档，尤其是数学论文、书籍等。数学公式的编辑排版得到了良好的解决，提高了印刷质量。目前LaTeX的主流编辑器有Texworks、TextStudio、WinEdt等，当然也可以使用Visual Studio Code、Sublime Text、Atom等文本编辑器配合各自的插件搭建LaTeX编辑环境。如果有志于学术研究、经常编写论文、学术海报、杂志和书籍的话，建议可以了解一下。快速入门LaTeX也不是一件困难的事情，网上也有大量的资料可查。

但随着互联网的发展，在页面中展示数学公式还存在若干的问题；为解决在浏览器中渲染数学公式，先后出现了MathJax和Katex。它们的数学公式代码标记大致相同，均可实现在浏览器显示出LaTeX格式的公式。可能大家都知道，现在很多的自媒体和博客等后台都有图文编辑功能，很多支持markdown(比如技术博客CSDN，知乎还支持公式编辑)；但是也有很多平台不支持公式的编辑和渲染，比如公众号就不支持。因此，这些平台上的数学内容都是图片，用起来...谁用谁知道...。目前我的公众号中，数学类的图文都是通过Visual Studio Code或Sublime Text配合相关插件来编写markdown，然后将其中的公式转化为图片，再粘贴到公众号图文编辑器。目前的内容平台，貌似没怎么考虑到这种需求。

虽然TeX格式的数学公式编写和渲染都已解决，但离广泛使用还很远，原因很多。个人觉得，有一个很大的原因就是公式编写对大多数人来说，还是陌生+繁琐，我们的习惯是手写。这也是数学在线教育、网络数学内容传播的一个痛点，而且图片格式的数学公式是不利于百度、Google等搜索引擎的检索的。那有没有什么好的办法呢？有，公式识别！请看下文。

公式识别

数学公式的识别重要性不言而喻，同时公式的识别（印刷体的识别、手写体的识别）要比文字的识别要困难的多。目前谷歌、百度、阿里巴巴等互联网巨头的AI项目都是通用AI项目，均没有公式识别。幸好，还是有些人在努力的，而且还不错。比如，接下来主要介绍的Mathpix。

使用Python调用Mathpix的API，只是每月只能免费调用1000次，超过一千是收费的；当然还需要登录，完成注册，获取“app_key”，国内用户请Email联系：[email protected]。下面是调用代码，更多细节可参其考官网。

import urllib.request as Request
import urllib.parse as parse
import sys
import base64
import json

class math_formula_recognize:
    def __init__(self):
        self.mathpix_url = 'https://api.mathpix.com/v3/latex'
        self.headers = {'User-Agent': "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.96 Safari/537.36",
        'app_id':'XXXXX',
        'app_key':'YYYYYYYYYY',
        'Content-type': 'application/json'}

    def get_Latex(self,image_path = 'test1.jpg'):
        try:
            image_uri = "data:image/jpg;base64," + str(base64.b64encode(open(image_path, "rb").read()))
            data = {'url': image_uri}
            data = parse.urlencode(data).encode('utf-8')
            req = Request.Request(url = self.mathpix_url,headers = self.headers,data = data)
            res = Request.urlopen(req).read()
            print(res)

        except Exception as e:
            raise e


if __name__ == '__main__':
    test = math_formula_recognize()
    test.get_Latex()

除了通过API使用，还可在官网下载相关的转化工具。

用户体验

什么时候公式识别能够做到实时准确的识别手写体，同时完成渲染，那么会大大的助力网络上数学内容的丰富和交流。