OpenCV连续数字识别—可运行验证

前言

​ 文章开始，瞎说一点其他的东西，真的是很离谱，找了至少两三个小时，就一个简单的需求：

1、利用OpenCV 在Windows进行抓图

2、利用OpenCV 进行连续数字的检测。

3、使用C++，Qt

3、将检测的结果显示出来

​ 就这么简单的需求，结果网上找了各种版本硬是找不到,要是代码可能没啥问题，但是运行不了，你这运行不了，我怎么知道你到底能不能用，我代码调半天能用了，结果你跟我说最后效果不好，为啥呢？

​ 因为图像识别这种东西，很取决于你的外部环境的，一定你的外部环境变量，你的数字的背景啥的变了，那么你的代码肯定就要做相应的调整，这种不像深度学习能够自己学习的，实际只能靠你自己一步一步的去调试验证效果怎么样，最终得到适合你的。

​ 所以，我下面会给出我这个程序的打包的可直接验证效果的版本，你如果不是一个想调代码的人，或是你不是一个有耐心的人，或者你跟我的识别环境不一致， 那么我估计我的代码你也用不了，也不必去下载了。可继续找下一个了。

​ 但如果你说，只要我代码能让你运行起来，那么你就能够花精力把它调出来，实在不行，你让AI 帮你把它调出来，这都是没问题的，因为目前的运行方式很简单，只要你确保环境跟我一致，基本就没啥问题。

环境:

Windows 10

Qt 12.8 MSVC2015

OpenCV 4.5.5（我带的这个opencv 是用VS2015编译出来的，如果没有MSVC2015 ，那么就只能靠你自己去下载一个MinGW 之类的，或是你自己对应版本的OpenCV了）

运行现象：

因为这个是采用那个SVM首先进行模型训练的，我的模型，每个数字只放了一张或是两张，训练量太小了，出来的效果就比较不好，而且，若要进行这个识别，肯定要注意以下几点：

1、摄像头与数字的距离一定是固定的，然后外部光源也是固定的，不能说一会亮一会不亮的，这是不合理的。

2、需要拍摄更多组的照片以及数字来进行训练，甚至该模型可以采用自训练的方式，来进行优化，但我这个版本就没有做到这个点了，这个点有需要的可以来进行优化。后面对这个方面如果我有进行优化，我会来跟贴的。

3、可以对捕抓到的数字再进行一些处理，增大SVM训练的量，这样可能效果就会稳定很多了，我上面这个摄像头是手拿着的，所以会一直飘，我觉得应该也是比较正常的，毕竟只用了一天时间，搞出了这个demo，那效果肯定会有差强人意的地方。

可运行程序

通过网盘分享的文件：NumberRecognitionTool.zip
链接: https://pan.baidu.com/s/1hr8VqU2x17pIQ561hy8nQw?pwd=1111 提取码: 1111

我有试了一下，是可以运行的，如果不能运行可以留言下，我看下是什么原因。

如下，我会把我的核心代码给贴上去，如果有环境的，直接改一改运行就可以了。如果还觉得有点懒的话，可以直接下载我上传的资源文件，那里面我会把dll，啥的，都给你打包好，直接运行即可。不过要花费点积分就是了，如果又没有积分的话，可以加我qq，或者私信我，我可以直接发你。qq在主页有。

https://download.csdn.net/download/qq_43211060/90468759?spm=1001.2014.3001.5501

我也下载了好一些往上的资源，我也不知道有没有用，反正我没用上，如果有需要的话，也可以一起发给你们。希望能对你们有帮助。

正文

一、代码

处理的核心代码：

void CDataRecognitionMgr::InitSVM()
{srand((unsigned)time(0)); // 设置随机数种子// 定义数字图像尺寸：30x50digitWidth = 30;digitHeight = 50;hog = cv::HOGDescriptor(cv::Size(digitWidth, digitHeight), // winSizecv::Size(10, 10),                  // blockSizecv::Size(5, 5),                    // blockStridecv::Size(5, 5),                    // cellSize9                              // nbins);descriptorSize = (int)hog.getDescriptorSize();// ==========================// 1. 从外部加载模板图像，并生成数据增强后的训练样本// ==========================vector<Mat> trainImages;vector<int> trainLabels;const int numAugmentations = 100; // 每个数字至少生成 100 个训练样本for (int digit = 0; digit < 10; digit++) {// 模板图像存放在指定目录下（根据需要调整路径与图片格式）string folderPattern = "./img/Mod/" + to_string(digit) + "/*.png";vector<String> files;glob(folderPattern, files, false);if (files.empty()) {cout << "未找到数字 " << digit << " 的模板图片，请检查文件夹: " << folderPattern << endl;continue;}// 生成数据增强样本for (int i = 0; i < numAugmentations; i++) {// 随机选择一个模板图片int idx = rand() % files.size();Mat img = imread(files[idx], IMREAD_GRAYSCALE);if (img.empty()) {cout << "加载图片失败: " << files[idx] << endl;continue;}// 对模板图像进行增强处理Mat augImg = augmentImage(img, digitWidth, digitHeight);trainImages.push_back(augImg);trainLabels.push_back(digit);}}int totalSamples = (int)trainImages.size();if (totalSamples == 0) {cout << "未生成任何训练样本，请检查模板图像路径与数据增强处理！" << endl;return;}cout << "生成的训练样本总数: " << totalSamples << endl;// ==========================// 2. 构造训练数据矩阵// ==========================Mat trainingFeatures(totalSamples, descriptorSize, CV_32F);Mat trainingLabelsMat(totalSamples, 1, CV_32S);for (int i = 0; i < totalSamples; i++) {vector<float> descriptors;hog.compute(trainImages[i], descriptors);for (int j = 0; j < descriptorSize; j++) {trainingFeatures.at<float>(i, j) = descriptors[j];}trainingLabelsMat.at<int>(i, 0) = trainLabels[i];}// ==========================// 3. 使用 SVM（RBF 核）训练分类器// ==========================svm = SVM::create();svm->setType(SVM::C_SVC);svm->setKernel(SVM::RBF);svm->setC(2.0);svm->setGamma(0.005);svm->setTermCriteria(TermCriteria(TermCriteria::MAX_ITER, 1000, 1e-6));cout << "开始训练 SVM..." << endl;svm->train(trainingFeatures, ml::ROW_SAMPLE, trainingLabelsMat);cout << "SVM 训练完成。" << endl;
}void CDataRecognitionMgr::HandlerImage(const QImage &_oImg)
{
#if 1Mat mat = _ImageToMat(_oImg);Mat matGray;cvtColor(mat, matGray, COLOR_BGR2GRAY);Mat testImgThresh;threshold(matGray, testImgThresh, 0, 255, THRESH_BINARY_INV | THRESH_OTSU);
//    imshow("testImgThresh",testImgThresh);Mat struct1;struct1=getStructuringElement(0,Size(2,2));//矩形结构元素Mat erodeSrc;//存放腐蚀后的图像erode(testImgThresh, erodeSrc,struct1);Mat morphKernel = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(3, 3));morphologyEx(erodeSrc, testImgThresh, MORPH_OPEN, morphKernel);morphologyEx(erodeSrc, testImgThresh, MORPH_CLOSE, morphKernel);vector<vector<Point>> contours;vector<Vec4i> hierarchy;findContours(testImgThresh, contours, hierarchy, RETR_EXTERNAL, CHAIN_APPROX_SIMPLE);qDebug() << "---> contours:"<<contours.size();if (contours.size() < 10){return;}vector<Rect> digitROIs;for (const auto& contour : contours) {Rect bbox = boundingRect(contour);// 根据尺寸过滤噪声与无效区域qDebug() << "---> bbox.width:"<<bbox.width<<";bbox.height:"<<bbox.height;if (bbox.width > 20 && bbox.height > 20 && bbox.width < 200 && bbox.height < 200) {digitROIs.push_back(bbox);}}// 3. 分割粘连区域int avgWidth = 90; // 假设单个数字的平均宽度，可根据实际情况调整for (size_t i = 0; i < digitROIs.size(); i++) {if (digitROIs[i].width > 1.5 * avgWidth) { // 判断是否为粘连区域// 提取粘连区域的二值图像Mat roiImg = testImgThresh(digitROIs[i]);// 计算垂直投影Mat projection(1, roiImg.cols, CV_32F);reduce(roiImg, projection, 0, REDUCE_SUM, CV_32F);// 寻找分割点（局部最小值）int splitPos = -1;float minVal = numeric_limits<float>::max();for (int j = 1; j < projection.cols - 1; j++) {float val = projection.at<float>(0, j);if (val < projection.at<float>(0, j - 1) && val < projection.at<float>(0, j + 1) && val < minVal) {minVal = val;splitPos = j;}}// 根据分割点分割边界框if (splitPos > 0) {Rect leftROI(digitROIs[i].x, digitROIs[i].y, splitPos, digitROIs[i].height);Rect rightROI(digitROIs[i].x + splitPos, digitROIs[i].y, digitROIs[i].width - splitPos, digitROIs[i].height);// 替换原始粘连区域digitROIs.erase(digitROIs.begin() + i);digitROIs.insert(digitROIs.begin() + i, leftROI);digitROIs.insert(digitROIs.begin() + i + 1, rightROI);i--; // 重新检查新插入的区域}}}// 按 x 坐标排序（从左到右）sort(digitROIs.begin(), digitROIs.end(), [](const Rect& a, const Rect& b) {return a.x < b.x;});cout << "检测到的轮廓数量: " << digitROIs.size() << endl;for (const auto& roi : digitROIs) {cout << "边界框: " << roi << endl;}string recognized = "";for (const auto& roi : digitROIs) {Mat digitROI = testImgThresh(roi);Mat digitResized;resize(digitROI, digitResized, Size(digitWidth, digitHeight));vector<float> descriptors;hog.compute(digitResized, descriptors);Mat sample(1, descriptorSize, CV_32F);for (int j = 0; j < descriptorSize; j++) {sample.at<float>(0, j) = descriptors[j];}int predicted = (int)svm->predict(sample);recognized.push_back('0' + predicted);}QString str = QString::fromStdString(recognized);emit SIGNAL_DATA_NUM(str);cout << "识别结果1: " << recognized << endl;
#endif
}

InitSVM基本就是训练的标准流程了，那么比较核心的还是下面这个函数，这个函数HandlerImage可能就需要你进行一些调整：
首先先进行基本的图像处理，由于某些打印的会出现说数字粘在一起的情况，那么就得采用这个分割粘连区域进行局部处理，才能分割出来，我这份代码试了两种情况，都还可以，一个是会粘着的，一个是不会粘着的。

其他你需要更详细的，可以将这两个函数放到AI中帮忙解释一下就可以了。

接下来，就到了我们的经典环节：

参考

1、opencv 数字识别 数码管