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如何使用Python进行OCR?Tesseract识别

絕刀狂花

絕刀狂花

发布时间:2025-07-10 17:30:03

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来源于php中文网

原创

使用python和tesseract进行ocr的核心步骤包括:1. 安装tesseract ocr引擎;2. 安装pytesseract库和pillow;3. 编写代码调用tesseract识别图片中的文字。安装tesseract时,windows用户需将其路径添加到环境变量或在代码中指定路径;macos可通过homebrew安装;linux可用包管理器安装。接着通过pip install pytesseract pillow安装依赖库。代码示例中包含错误处理,确保tesseract未找到或图片路径错误时能提示相关信息。常见参数如lang(指定语言)、config(设置psm和oem模式)可提升识别精度,而image_to_data()可用于获取文本位置和置信度。为优化低质量图片的识别效果,建议进行图像预处理,包括灰度化、二值化、去噪、倾斜校正、调整对比度/亮度以及适当缩放,这些操作通常结合opencv和pil库实现。

如何使用Python进行OCR?Tesseract识别

在Python里想做OCR(光学字符识别),Tesseract无疑是那个经常被提及的名字。它是个非常强大的开源OCR引擎,而我们通常会通过pytesseract这个Python库来与它进行交互,从而让Python程序能够调用Tesseract的识别能力,把图片上的文字“读”出来。简单来说,就是用pytesseract做桥梁,让Python能指挥Tesseract干活。

如何使用Python进行OCR?Tesseract识别

解决方案

要使用Python和Tesseract进行OCR,核心步骤包括安装Tesseract引擎本身、安装pytesseract库,然后编写几行代码来调用它。我个人觉得,最开始上手时,最大的“坑”可能就是Tesseract引擎的安装路径问题,尤其是Windows用户。

如何使用Python进行OCR?Tesseract识别

首先,确保你的系统里已经安装了Tesseract OCR引擎。这不是Python库,而是一个独立的应用程序。你可以去Tesseract的GitHub页面或者通过包管理器来安装它。比如在Debian/Ubuntu上是sudo apt install tesseract-ocr,在macOS上可以用Homebrew:brew install tesseract。Windows用户则需要下载安装包,安装时记得勾选“Add to PATH”或者手动添加到环境变量里,这步挺关键的。

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接着,安装Python的pytesseract库:

如何使用Python进行OCR?Tesseract识别
pip install pytesseract pillow

Pillow是处理图像的库,pytesseract依赖它。

然后,就可以开始写代码了。一个最简单的例子就是识别一张图片中的文字:

import pytesseract
from PIL import Image

# 如果Tesseract没有添加到系统环境变量,你需要在这里指定它的安装路径
# pytesseract.pytesseract.tesseract_cmd = r'C:\Program Files\Tesseract-OCR\tesseract.exe' 
# 或者 '/usr/local/bin/tesseract' (macOS/Linux)

try:
    # 加载图片
    img = Image.open('example.png') 

    # 使用Tesseract进行OCR识别
    text = pytesseract.image_to_string(img)

    print("识别出的文字:")
    print(text)

except pytesseract.TesseractNotFoundError:
    print("错误:Tesseract OCR引擎未找到。请确保已安装Tesseract并将其路径添加到系统环境变量,或在代码中指定pytesseract.pytesseract.tesseract_cmd。")
except FileNotFoundError:
    print("错误:图片文件未找到。请检查图片路径是否正确。")
except Exception as e:
    print(f"发生了一个意外错误:{e}")

这里我特意加了错误处理,因为实际开发中,Tesseract找不到或者图片路径不对是常事。你得知道问题可能出在哪。

如何安装和配置Tesseract OCR引擎?

安装Tesseract OCR引擎是使用pytesseract的前提,这步有时候比写Python代码本身还让人头疼。Tesseract是个命令行工具pytesseract只是个包装器,所以它得能找到那个命令行工具。

Windows上,通常需要从Tesseract的GitHub发布页下载对应的安装程序(比如tesseract-ocr-w64-setup-v5.x.x.exe)。安装过程中,务必留意勾选“Add Tesseract to PATH”选项。如果忘记了,或者想手动设置,你需要把Tesseract的安装目录(比如C:\Program Files\Tesseract-OCR)添加到系统的环境变量Path里。或者,就像上面代码里展示的,直接在Python脚本中用pytesseract.pytesseract.tesseract_cmd = r'你的Tesseract安装路径\tesseract.exe'来指定。我个人倾向于添加到环境变量,这样全局可用,不用每个脚本都写一遍。

对于macOS用户,Homebrew是首选。打开终端,输入brew install tesseract,它会自动帮你处理好依赖和路径。这真的是Mac用户的一大福利,省心不少。

Linux发行版,比如Ubuntu或Debian,直接用包管理器安装:sudo apt update && sudo apt install tesseract-ocr。CentOS/RHEL则可能是sudo yum install tesseractsudo dnf install tesseract。安装完成后,Tesseract通常会自动添加到系统路径中。

安装完成后,你可以在命令行里输入tesseract --version来验证是否安装成功并能被系统识别。如果能显示版本信息,那就说明Tesseract已经准备就绪了。

pytesseract库的基本用法和常见参数有哪些?

pytesseract库本身用起来很直观,它提供了一些核心函数来满足不同的OCR需求。最常用的当然是image_to_string(),它直接返回识别出来的文本字符串。

除了最基础的识别,pytesseract还允许你传递一些参数给Tesseract,来控制识别过程,这对于提升识别精度非常重要。

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  • lang 参数: 这是最常用的一个。Tesseract支持多种语言识别,你需要告诉它识别什么语言。比如,识别中文就用lang='chi_sim'(简体中文),识别英文是lang='eng'。如果你需要识别多种语言混合的文本,可以用lang='eng+chi_sim'。不过,前提是你安装Tesseract时,也下载了对应的语言包。

    text_chinese = pytesseract.image_to_string(img, lang='chi_sim')
    print("中文识别:", text_chinese)
  • config 参数: 这个参数非常强大,你可以通过它传递任何Tesseract的命令行参数。比如,--psm(Page Segmentation Mode,页面分割模式)和--oem(OCR Engine Mode,OCR引擎模式)是两个非常关键的参数。

    • --psm 告诉Tesseract图片上的文字排布是怎样的。比如,--psm 6表示假设图片是单行文本(默认是3,自动页面分割)。如果你的图片就是一行字,用psm 7psm 10可能会更准。

      • 0: Orientation and script detection (OSD) only.
      • 3: Fully automatic page segmentation (default).
      • 6: Assume a single uniform block of text.
      • 7: Treat the image as a single text line.
      • 10: Treat the image as a single character. 选择合适的PSM能显著提高识别率。
    • --oem 决定使用哪个Tesseract引擎模式。

      • 0: Original Tesseract only.
      • 1: Neural nets LSTM only.
      • 2: Tesseract + LSTM.
      • 3: Default, based on what is available. 通常,LSTM(--oem 1)在很多情况下表现更好,尤其是在识别手写体或一些复杂字体时。
    # 假设图片是单行文本,并使用LSTM引擎
    config_str = r'--psm 7 --oem 1' 
    text_optimized = pytesseract.image_to_string(img, lang='eng', config=config_str)
    print("优化后识别:", text_optimized)
  • image_to_data() 如果你不仅想获取文本,还想知道每个识别出来的字符或者单词在图片中的位置(边界框)、置信度等信息,这个函数就派上用场了。它返回一个DataFrame格式的数据,非常适合后续的数据处理和可视化。

    import pandas as pd # 通常需要配合pandas来处理
    
    data = pytesseract.image_to_data(img, output_type=pytesseract.Output.DATAFRAME)
    print("\n详细识别数据:")
    print(data.head()) # 查看前几行

    这个函数对于开发更复杂的OCR应用,比如文本定位、信息抽取,非常有价值。

面对低质量图片,如何优化OCR识别效果?

说实话,Tesseract的识别效果好不好,很大程度上取决于你给它的图片质量。如果图片模糊、有噪声、倾斜或者光照不均,再强大的OCR引擎也可能“懵圈”。所以,对图片进行预处理,是提升OCR识别率的关键一步,甚至可以说,比调整Tesseract参数更重要。

常见的图像预处理技术包括:

  • 灰度化与二值化: 大多数情况下,OCR引擎只需要黑白信息。

    • 灰度化: 将彩色图片转换为灰度图,消除颜色信息,简化处理。
    • 二值化: 将灰度图转换为纯黑白图,背景纯白,文字纯黑。常用的方法有大津算法(Otsu's Binarization)。这能有效分离前景文字和背景。
    import cv2 # 通常用OpenCV来处理图像
    import numpy as np
    
    # 假设img_path是图片路径
    img_cv = cv2.imread('low_quality.png')
    
    # 转换为灰度图
    gray = cv2.cvtColor(img_cv, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    
    # 大津二值化
    # ret, binary = cv2.threshold(gray, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)
    # 也可以尝试自适应阈值,对光照不均的图片效果更好
    binary = cv2.adaptiveThreshold(gray, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C, 
                                   cv2.THRESH_BINARY, 11, 2)
    
    # 将OpenCV图像转换为PIL Image对象,以便pytesseract使用
    pil_img_binary = Image.fromarray(binary)
    text_processed = pytesseract.image_to_string(pil_img_binary, lang='eng')
    print("二值化后识别:", text_processed)
  • 去噪: 图片中的噪点会干扰识别。中值滤波、高斯滤波等方法可以有效去除椒盐噪声或高斯噪声。

    denoised = cv2.medianBlur(gray, 3) # 中值滤波,核大小为3x3
    # ... 然后再进行二值化和OCR
  • 倾斜校正(Deskewing): 如果图片是倾斜的,Tesseract识别效果会大打折扣。通过计算文本的倾斜角度并旋转图片,可以显著提升识别率。Tesseract自身有OSD(Orientation and Script Detection)功能,可以通过--psm 0来获取倾斜信息,然后手动旋转。

    # 获取图片倾斜信息(需要安装tessdata_fast/osd.traineddata)
    osd_data = pytesseract.image_to_osd(img)
    # print(osd_data) # 解析osd_data获取旋转角度
    
    # 假设解析出角度为angle
    # rotated = img.rotate(-angle, expand=True) # 使用PIL进行旋转
    # ... 然后进行OCR
  • 调整对比度和亮度: 有些图片可能太暗或太亮,导致文字难以辨认。适当调整对比度和亮度可以改善。

  • 缩放: 对于过小或过大的图片,有时进行适当的缩放(比如放大到300 DPI)也能帮助Tesseract更好地识别。

实际应用中,你可能需要结合多种预处理方法,并根据图片特性进行参数调优。这通常是一个迭代和实验的过程,没有一劳永逸的解决方案。我个人的经验是,多尝试不同的二值化方法和去噪算法,往往能带来意想不到的提升。

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