Java OCR 图像智能字符识别技术

几天一直在研究 OCR 技术，据我了解的情况，国内最专业的 OCR 软件只有 2 家，清华 TH-OCR 和汉王 OCR ，看了很多的OCR 技术发现好多对英文与数字的支持都很好，可惜很多都不支持中文字符。 Asprise-OCR ， Tesseract 3.0 以前的版本，都不支持中文，其实我用了下 Asprise-OCR 算是速度比较的快了，可惜他鄙视中文，这个没有办法，正好这段时间 知名的开源 OCR 引擎 Tesseract 3.0 版本发布了，他给我们带来的好消息就是支持中文，相关的下载项目网站是：http://code.google.com/p/tesseract-ocr

虽然速度不是很客观可是毕竟人家开始支持中文也算是不错的，一个英文的语言包大概是 1.8M , 中文简体的语言包是39.5M , 中文繁体的语言包是 53M ，这样就知道为什么识别中文慢的原因了

 

Java代码  

1. package com.ocr;  
2.   
3. import java.awt.Graphics2D;  
4. import java.awt.color.ColorSpace;  
5. import java.awt.geom.AffineTransform;  
6. import java.awt.image.AffineTransformOp;  
7. import java.awt.image.BufferedImage;  
8. import java.awt.image.ColorConvertOp;  
9. import java.awt.image.ColorModel;  
10. import java.awt.image.MemoryImageSource;  
11. import java.awt.image.PixelGrabber;  
12.   
13. /** 
14.  * 
15.  * 图像过滤,增强OCR识别成功率 
16.  * 
17.  */  
18. public class ImageFilter {  
19.   
20.     private BufferedImage image;  
21.     private int iw, ih;  
22.     private int[] pixels;  
23.   
24.     public ImageFilter(BufferedImage image) {  
25.        this.image = image;  
26.        iw = image.getWidth();  
27.        ih = image.getHeight();  
28.        pixels = new int[iw * ih];  
29.     }  
30.   
31.     /** 图像二值化 */  
32.     public BufferedImage changeGrey() {  
33.        PixelGrabber pg = new PixelGrabber(image.getSource(), 0, 0, iw, ih, pixels, 0, iw);  
34.        try {  
35.            pg.grabPixels();  
36.        } catch (InterruptedException e) {  
37.            e.printStackTrace();  
38.        }  
39.   
40.        // 设定二值化的域值，默认值为100  
41.        int grey = 100;  
42.        // 对图像进行二值化处理，Alpha值保持不变  
43.        ColorModel cm = ColorModel.getRGBdefault();  
44.   
45.        for (int i = 0; i < iw * ih; i++) {  
46.            int red, green, blue;  
47.            int alpha = cm.getAlpha(pixels[i]);  
48.            if (cm.getRed(pixels[i]) > grey) {  
49.               red = 255;  
50.            } else {  
51.               red = 0;  
52.            }  
53.   
54.            if (cm.getGreen(pixels[i]) > grey) {  
55.               green = 255;  
56.            } else {  
57.               green = 0;  
58.            }  
59.   
60.            if (cm.getBlue(pixels[i]) > grey) {  
61.               blue = 255;  
62.            } else {  
63.               blue = 0;  
64.            }  
65.   
66.            pixels[i] = alpha << 24 | red << 16 | green << 8 | blue;  
67.        }  
68.   
69.        // 将数组中的象素产生一个图像  
70.        return ImageIOHelper.imageProducerToBufferedImage(new MemoryImageSource(iw, ih, pixels, 0, iw));  
71.     }  
72.   
73.    
74.   
75.     /** 提升清晰度,进行锐化 */  
76.     public BufferedImage sharp() {  
77.        PixelGrabber pg = new PixelGrabber(image.getSource(), 0, 0, iw, ih, pixels, 0, iw);  
78.        try {  
79.            pg.grabPixels();  
80.        } catch (InterruptedException e) {  
81.            e.printStackTrace();  
82.        }  
83.   
84.        // 象素的中间变量  
85.        int tempPixels[] = new int[iw * ih];  
86.        for (int i = 0; i < iw * ih; i++) {  
87.            tempPixels[i] = pixels[i];  
88.        }  
89.   
90.        // 对图像进行尖锐化处理，Alpha值保持不变  
91.        ColorModel cm = ColorModel.getRGBdefault();  
92.        for (int i = 1; i < ih - 1; i++) {  
93.   
94.            for (int j = 1; j < iw - 1; j++) {  
95.               int alpha = cm.getAlpha(pixels[i * iw + j]);  
96.               // 对图像进行尖锐化  
97.               int red6 = cm.getRed(pixels[i * iw + j + 1]);  
98.               int red5 = cm.getRed(pixels[i * iw + j]);  
99.               int red8 = cm.getRed(pixels[(i + 1) * iw + j]);  
100.               int sharpRed = Math.abs(red6 - red5) + Math.abs(red8 - red5);  
101.               int green5 = cm.getGreen(pixels[i * iw + j]);  
102.               int green6 = cm.getGreen(pixels[i * iw + j + 1]);  
103.               int green8 = cm.getGreen(pixels[(i + 1) * iw + j]);  
104.               int sharpGreen = Math.abs(green6 - green5) + Math.abs(green8 - green5);  
105.               int blue5 = cm.getBlue(pixels[i * iw + j]);  
106.               int blue6 = cm.getBlue(pixels[i * iw + j + 1]);  
107.               int blue8 = cm.getBlue(pixels[(i + 1) * iw + j]);  
108.               int sharpBlue = Math.abs(blue6 - blue5) + Math.abs(blue8 - blue5);  
109.   
110.               if (sharpRed > 255) {  
111.                   sharpRed = 255;  
112.               }  
113.   
114.               if (sharpGreen > 255) {  
115.                   sharpGreen = 255;  
116.               }  
117.   
118.               if (sharpBlue > 255) {  
119.                   sharpBlue = 255;  
120.               }  
121.   
122.               tempPixels[i * iw + j] = alpha << 24 | sharpRed << 16 | sharpGreen << 8 | sharpBlue;  
123.            }  
124.        }  
125.   
126.        // 将数组中的象素产生一个图像  
127.        return ImageIOHelper.imageProducerToBufferedImage(new MemoryImageSource(iw, ih, tempPixels, 0, iw));  
128.     }  
129.   
130.    
131.   
132.     /** 中值滤波 */  
133.     public BufferedImage median() {  
134.        PixelGrabber pg = new PixelGrabber(image.getSource(), 0, 0, iw, ih, pixels, 0, iw);  
135.        try {  
136.            pg.grabPixels();  
137.        } catch (InterruptedException e) {  
138.            e.printStackTrace();  
139.        }  
140.   
141.        // 对图像进行中值滤波，Alpha值保持不变  
142.        ColorModel cm = ColorModel.getRGBdefault();  
143.        for (int i = 1; i < ih - 1; i++) {  
144.            for (int j = 1; j < iw - 1; j++) {  
145.               int red, green, blue;  
146.               int alpha = cm.getAlpha(pixels[i * iw + j]);  
147.               // int red2 = cm.getRed(pixels[(i - 1) * iw + j]);  
148.               int red4 = cm.getRed(pixels[i * iw + j - 1]);  
149.               int red5 = cm.getRed(pixels[i * iw + j]);  
150.               int red6 = cm.getRed(pixels[i * iw + j + 1]);  
151.               // int red8 = cm.getRed(pixels[(i + 1) * iw + j]);  
152.   
153.               // 水平方向进行中值滤波  
154.               if (red4 >= red5) {  
155.                   if (red5 >= red6) {  
156.                      red = red5;  
157.                   } else {  
158.                      if (red4 >= red6) {  
159.                          red = red6;  
160.                      } else {  
161.                          red = red4;  
162.                      }  
163.                   }  
164.               } else {  
165.                   if (red4 > red6) {  
166.                      red = red4;  
167.                   } else {  
168.                       if (red5 > red6) {  
169.                          red = red6;  
170.                      } else {  
171.                          red = red5;  
172.                      }  
173.                   }  
174.               }  
175.   
176.               // int green2 = cm.getGreen(pixels[(i - 1) * iw + j]);  
177.               int green4 = cm.getGreen(pixels[i * iw + j - 1]);  
178.               int green5 = cm.getGreen(pixels[i * iw + j]);  
179.               int green6 = cm.getGreen(pixels[i * iw + j + 1]);  
180.               // int green8 = cm.getGreen(pixels[(i + 1) * iw + j]);  
181.   
182.               // 水平方向进行中值滤波  
183.               if (green4 >= green5) {  
184.                   if (green5 >= green6) {  
185.                      green = green5;  
186.                   } else {  
187.                      if (green4 >= green6) {  
188.                          green = green6;  
189.                      } else {  
190.                          green = green4;  
191.                      }  
192.                   }  
193.               } else {  
194.                   if (green4 > green6) {  
195.                       green = green4;  
196.                   } else {  
197.                      if (green5 > green6) {  
198.                          green = green6;  
199.                      } else {  
200.                          green = green5;  
201.                      }  
202.                   }  
203.               }  
204.   
205.               // int blue2 = cm.getBlue(pixels[(i - 1) * iw + j]);  
206.               int blue4 = cm.getBlue(pixels[i * iw + j - 1]);  
207.               int blue5 = cm.getBlue(pixels[i * iw + j]);  
208.               int blue6 = cm.getBlue(pixels[i * iw + j + 1]);  
209.               // int blue8 = cm.getBlue(pixels[(i + 1) * iw + j]);  
210.   
211.               // 水平方向进行中值滤波  
212.               if (blue4 >= blue5) {  
213.                   if (blue5 >= blue6) {  
214.                      blue = blue5;  
215.                   } else {  
216.                      if (blue4 >= blue6) {  
217.                          blue = blue6;  
218.                      } else {  
219.                          blue = blue4;  
220.                      }  
221.                   }  
222.               } else {  
223.                   if (blue4 > blue6) {  
224.                      blue = blue4;  
225.                   } else {  
226.                      if (blue5 > blue6) {  
227.                          blue = blue6;  
228.                      } else {  
229.                          blue = blue5;  
230.                      }  
231.                   }  
232.               }  
233.               pixels[i * iw + j] = alpha << 24 | red << 16 | green << 8 | blue;  
234.            }  
235.        }  
236.   
237.        // 将数组中的象素产生一个图像  
238.        return ImageIOHelper.imageProducerToBufferedImage(new MemoryImageSource(iw, ih, pixels, 0, iw));  
239.     }  
240.   
241.     /** 线性灰度变换 */  
242.     public BufferedImage lineGrey() {  
243.        PixelGrabber pg = new PixelGrabber(image.getSource(), 0, 0, iw, ih, pixels, 0, iw);  
244.        try {  
245.            pg.grabPixels();  
246.        } catch (InterruptedException e) {  
247.            e.printStackTrace();  
248.        }  
249.   
250.        // 对图像进行进行线性拉伸，Alpha值保持不变  
251.        ColorModel cm = ColorModel.getRGBdefault();  
252.   
253.        for (int i = 0; i < iw * ih; i++) {  
254.            int alpha = cm.getAlpha(pixels[i]);  
255.            int red = cm.getRed(pixels[i]);  
256.            int green = cm.getGreen(pixels[i]);  
257.            int blue = cm.getBlue(pixels[i]);  
258.   
259.            // 增加了图像的亮度  
260.            red = (int) (1.1 * red + 30);  
261.            green = (int) (1.1 * green + 30);  
262.            blue = (int) (1.1 * blue + 30);  
263.            if (red >= 255) {  
264.               red = 255;  
265.            }  
266.   
267.            if (green >= 255) {  
268.               green = 255;  
269.            }  
270.   
271.            if (blue >= 255) {  
272.               blue = 255;  
273.            }  
274.            pixels[i] = alpha << 24 | red << 16 | green << 8 | blue;  
275.        }  
276.   
277.        // 将数组中的象素产生一个图像  
278.        return ImageIOHelper.imageProducerToBufferedImage(new MemoryImageSource(iw, ih, pixels, 0, iw));  
279.     }  
280.   
281.     /** 转换为黑白灰度图 */  
282.     public BufferedImage grayFilter() {  
283.        ColorSpace cs = ColorSpace.getInstance(ColorSpace.CS_GRAY);  
284.        ColorConvertOp op = new ColorConvertOp(cs, null);  
285.        return op.filter(image, null);  
286.     }  
287.   
288.     /** 平滑缩放 */  
289.     public BufferedImage scaling(double s) {  
290.        AffineTransform tx = new AffineTransform();  
291.        tx.scale(s, s);  
292.        AffineTransformOp op = new AffineTransformOp(tx, AffineTransformOp.TYPE_BILINEAR);  
293.        return op.filter(image, null);  
294.     }  
295.   
296.     public BufferedImage scale(Float s) {  
297.        int srcW = image.getWidth();  
298.        int srcH = image.getHeight();  
299.        int newW = Math.round(srcW * s);  
300.        int newH = Math.round(srcH * s);  
301.   
302.        // 先做水平方向上的伸缩变换  
303.        BufferedImage tmp=new BufferedImage(newW, newH, image.getType());  
304.        Graphics2D g= tmp.createGraphics();  
305.        for (int x = 0; x < newW; x++) {  
306.            g.setClip(x, 0, 1, srcH);  
307.            // 按比例放缩  
308.            g.drawImage(image, x - x * srcW / newW, 0, null);  
309.        }  
310.   
311.         // 再做垂直方向上的伸缩变换  
312.        BufferedImage dst = new BufferedImage(newW, newH, image.getType());  
313.        g = dst.createGraphics();  
314.        for (int y = 0; y < newH; y++) {  
315.            g.setClip(0, y, newW, 1);  
316.            // 按比例放缩  
317.            g.drawImage(tmp, 0, y - y * srcH / newH, null);  
318.        }  
319.        return dst;  
320.     }  
321.   
322. }  
323.   
324.    

 

Java代码  

1. package com.ocr;  
2.    
3. import java.awt.Graphics2D;  
4. import java.awt.Image;  
5. import java.awt.Toolkit;  
6. import java.awt.image.BufferedImage;  
7. import java.awt.image.DataBufferByte;  
8. import java.awt.image.ImageProducer;  
9. import java.awt.image.WritableRaster;  
10. import java.io.File;  
11. import java.io.IOException;  
12. import java.util.Iterator;  
13. import java.util.Locale;  
14. import javax.imageio.IIOImage;  
15. import javax.imageio.ImageIO;  
16. import javax.imageio.ImageReader;  
17. import javax.imageio.ImageWriteParam;  
18. import javax.imageio.ImageWriter;  
19. import javax.imageio.metadata.IIOMetadata;  
20. import javax.imageio.stream.ImageInputStream;  
21. import javax.imageio.stream.ImageOutputStream;  
22. import javax.swing.JOptionPane;  
23. import com.sun.media.imageio.plugins.tiff.TIFFImageWriteParam;  
24.    
25. public class ImageIOHelper {  
26.     public ImageIOHelper() {  
27.     }  
28.    
29.     public static File createImage(File imageFile, String imageFormat) {  
30.        File tempFile = null;  
31.        try {  
32.            Iterator<ImageReader> readers = ImageIO.getImageReadersByFormatName(imageFormat);  
33.            ImageReader reader = readers.next();  
34.    
35.            ImageInputStream iis = ImageIO.createImageInputStream(imageFile);  
36.            reader.setInput(iis);  
37.            // Read the stream metadata  
38.            IIOMetadata streamMetadata = reader.getStreamMetadata();  
39.    
40.            // Set up the writeParam  
41.            TIFFImageWriteParam tiffWriteParam = new TIFFImageWriteParam(Locale.US);  
42.            tiffWriteParam.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_DISABLED);  
43.    
44.            // Get tif writer and set output to file  
45.            Iterator<ImageWriter> writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("tiff");  
46.            ImageWriter writer = writers.next();  
47.    
48.            BufferedImage bi = reader.read(0);  
49.            IIOImage image = new IIOImage(bi, null, reader.getImageMetadata(0));  
50.            tempFile = tempImageFile(imageFile);  
51.            ImageOutputStream ios = ImageIO.createImageOutputStream(tempFile);  
52.            writer.setOutput(ios);  
53.            writer.write(streamMetadata, image, tiffWriteParam);  
54.            ios.close();  
55.    
56.            writer.dispose();  
57.            reader.dispose();  
58.        } catch (Exception exc) {  
59.            exc.printStackTrace();  
60.        }  
61.        return tempFile;  
62.     }  
63.    
64.     public static File createImage(BufferedImage bi) {  
65.        File tempFile = null;  
66.        try {  
67.            tempFile = File.createTempFile("tempImageFile", ".tif");  
68.            tempFile.deleteOnExit();  
69.            TIFFImageWriteParam tiffWriteParam = new TIFFImageWriteParam(Locale.US);  
70.            tiffWriteParam.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_DISABLED);  
71.    
72.            // Get tif writer and set output to file  
73.            Iterator<ImageWriter> writers = ImageIO.getImageWritersByFormatName("tiff");  
74.            ImageWriter writer = writers.next();  
75.    
76.            IIOImage image = new IIOImage(bi, null, null);  
77.            tempFile = tempImageFile(tempFile);  
78.            ImageOutputStream ios = ImageIO.createImageOutputStream(tempFile);  
79.            writer.setOutput(ios);  
80.            writer.write(null, image, tiffWriteParam);  
81.            ios.close();  
82.            writer.dispose();  
83.        } catch (Exception exc) {  
84.            exc.printStackTrace();  
85.        }  
86.        return tempFile;  
87.     }  
88.    
89.     public static File tempImageFile(File imageFile) {  
90.        String path = imageFile.getPath();  
91.        StringBuffer strB = new StringBuffer(path);  
92.        strB.insert(path.lastIndexOf('.'), 0);  
93.        return new File(strB.toString().replaceFirst("(?<=//.)(//w+)$", "tif"));  
94.     }  
95.    
96.     public static BufferedImage getImage(File imageFile) {  
97.        BufferedImage al = null;  
98.        try {  
99.            String imageFileName = imageFile.getName();  
100.            String imageFormat = imageFileName.substring(imageFileName.lastIndexOf('.') + 1);  
101.            Iterator<ImageReader> readers = ImageIO.getImageReadersByFormatName(imageFormat);  
102.            ImageReader reader = readers.next();  
103.    
104.            if (reader == null) {  
105.               JOptionPane.showConfirmDialog(null,  
106.                      "Need to install JAI Image I/O package./nhttps://jai-imageio.dev.java.net");  
107.               return null;  
108.            }  
109.    
110.            ImageInputStream iis = ImageIO.createImageInputStream(imageFile);  
111.            reader.setInput(iis);  
112.    
113.            al = reader.read(0);  
114.    
115.            reader.dispose();  
116.        } catch (IOException ioe) {  
117.            System.err.println(ioe.getMessage());  
118.        } catch (Exception e) {  
119.            System.err.println(e.getMessage());  
120.        }  
121.    
122.        return al;  
123.     }  
124.    
125.     public static BufferedImage imageToBufferedImage(Image image) {  
126.        BufferedImage bufferedImage = new BufferedImage(image.getWidth(null), image.getHeight(null),  
127.               BufferedImage.TYPE_INT_RGB);  
128.        Graphics2D g = bufferedImage.createGraphics();  
129.        g.drawImage(image, 0, 0, null);  
130.        return bufferedImage;  
131.     }  
132.    
133.     public static BufferedImage imageProducerToBufferedImage(ImageProducer imageProducer) {  
134.        return imageToBufferedImage(Toolkit.getDefaultToolkit().createImage(imageProducer));  
135.     }  
136.    
137.     public static byte[] image_byte_data(BufferedImage image) {  
138.        WritableRaster raster = image.getRaster();  
139.        DataBufferByte buffer = (DataBufferByte) raster.getDataBuffer();  
140.        return buffer.getData();  
141.     }  
142. }  

 

Java代码  

1. package com.ocr;  
2.    
3. import java.io.BufferedReader;  
4. import java.io.File;  
5. import java.io.FileInputStream;  
6. import java.io.InputStreamReader;  
7. import java.util.ArrayList;  
8. import java.util.List;  
9. import org.jdesktop.swingx.util.OS;  
10.   
11. public class OCR {  
12.     private final String LANG_OPTION = "-l";  
13.     private final String EOL = System.getProperty("line.separator");  
14.     private String tessPath = new File("tesseract").getAbsolutePath();  
15.     //private String tessPath="C://Program Files (x86)//Tesseract-OCR//";  
16.     public String recognizeText(File imageFile, String imageFormat) throws Exception {  
17.        File tempImage = ImageIOHelper.createImage(imageFile, imageFormat);  
18.        File outputFile = new File(imageFile.getParentFile(), "output");  
19.        StringBuffer strB = new StringBuffer();  
20.        List<String> cmd = new ArrayList<String>();  
21.        if (OS.isWindowsXP()) {  
22.            cmd.add(tessPath + "//tesseract");  
23.            //cmd.add(tessPath + "//Tesseract-OCR");  
24.        } else if (OS.isLinux()) {  
25.            cmd.add("tesseract");  
26.        } else {  
27.            //cmd.add(tessPath + "//Tesseract-OCR");  
28.            cmd.add(tessPath + "//tesseract");  
29.        }  
30.            cmd.add("");   
31.             cmd.add(outputFile.getName());   
32.             cmd.add(LANG_OPTION);   
33.             cmd.add("chi_sim");  
34.             cmd.add("eng");   
35.    
36.        ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder();  
37.        pb.directory(imageFile.getParentFile());  
38.    
39.        cmd.set(1, tempImage.getName());  
40.        pb.command(cmd);  
41.        pb.redirectErrorStream(true);  
42.        Process process = pb.start();  
43.        //tesseract.exe 1.jpg 1 -l chi_sim  
44.        int w = process.waitFor();  
45.    
46.        // delete temp working files  
47.        tempImage.delete();  
48.    
49.        if (w == 0) {  
50.            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(outputFile  
51.                   .getAbsolutePath()  
52.                   + ".txt"), "UTF-8"));  
53.    
54.            String str;  
55.    
56.            while ((str = in.readLine()) != null) {  
57.               strB.append(str).append(EOL);  
58.            }  
59.            in.close();  
60.        } else {  
61.            String msg;  
62.            switch (w) {  
63.            case 1:  
64.               msg = "Errors accessing files. There may be spaces in your image's filename.";  
65.               break;  
66.            case 29:  
67.               msg = "Cannot recognize the image or its selected region.";  
68.               break;  
69.            case 31:  
70.               msg = "Unsupported image format.";  
71.               break;  
72.            default:  
73.               msg = "Errors occurred.";  
74.            }  
75.            tempImage.delete();  
76.            throw new RuntimeException(msg);  
77.        }  
78.        new File(outputFile.getAbsolutePath() + ".txt").delete();  
79.        return strB.toString();  
80.     }  
81. }  

 

Java代码  

1. package com.ocr;  
2.    
3. import java.io.File;  
4.    
5. public class Test {  
6.    
7.     /** 
8.      * @param args 
9.      */  
10.     public static void main(String[] args) {  
11.        // TODO Auto-generated method stub  
12.        OCR ocr=new OCR();  
13.         try {  
14.            String maybe = new OCR().recognizeText(new  File("E://temp//222.jpg"), "jpg");  
15.            System.out.println(maybe);  
16.        } catch (Exception e) {  
17.            // TODO Auto-generated catch block  
18.            e.printStackTrace();  
19.        }  
20.     }  
21.    
22. }