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OpenHarmony集成OCR三方库实现文字提取

OpenHarmony集成OCR三方库实现文字提取 深开鸿
2022-11-15
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郭岳峰

深圳开鸿数字产业发展有限公司

OS框架开发工程师


1. 简介


Tesseract(Apache 2.0 License)是一个可以进行图像OCR识别的C++库,可以跨平台运行 。本样例基于Tesseract库进行适配,使其可以运行在OpenAtom OpenHarmony(以下简称“OpenHarmony”)上,并新增N-API接口供上层应用调用,这样上层应用就可以使用Tesseract提供的相关功能。


2. 效果展示


动物图片识别文字


身份信息识别


提取文字信息到本地文件


相关代码已经上传至SIG仓库,链接如下:

https://gitee.com/openharmony-sig/knowledge_demo_temp/tree/master/FA/OCRDemo


3. 目录结构



4. 调用流程



调用过程主要涉及到三方面,首先应用层实现样例的效果,包括页面的布局和业务逻辑代码;中间层主要起桥梁的作用,提供N-API接口给应用调用,再通过三方库的接口去调用具体的实现;Native层使用了三方库Tesseract提供具体的实现功能。


5. 源码分析


本样例源码的分析主要涉及到两个方面,一方面是N-API接口的实现,另一方面是应用层的页面布局和业务逻辑。


N-API实现

1. 首先在index.d.ts文件中定义好接口

/** * 初始化文字识别引擎 * @param lang 识别的语言, eg:eng、chi_sim、 eng+chi_sim,为Null或不传则为中英文(eng+chi_sim) * @param trainDir 训练模型目录,为Null或不传则为默认目录 * * @return 初始化是否成功 0=>成功,-1=>失败 */export const initOCR: (lang: string, trainDir: string) => Promise<number>;
export const initOCR: (lang: string, trainDir: string, callback: AsyncCallback<number>) => void;
/** * 开始识别 * @param imagePath 图片路径(当前支持的图片格式为png, jpg, tiff) * * @return 识别结果 */export const startOCR: (imagePath: string) => Promise<string>;export const startOCR: (imagePath: string, callback: AsyncCallback<string>) => void;

/** * 销毁资源 */export const destroyOCR: () => void;


代码中可以看出N-API接口initOCR和startOCR都采用了两种方式,一种是Promise,一种是Callback的方式。在样例的应用层,使用的是它们的Callback方式。


2 注册N-API模块和接口

EXTERN_C_STARTstatic napi_value Init(napi_env env, napi_value exports) {napi_property_descriptor desc[] = {{"initOCR", nullptr, InitOCR, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr},{"startOCR", nullptr, StartOCR, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr},{"destroyOCR", nullptr, DestroyOCR, nullptr, nullptr, nullptr, napi_default, nullptr},{};napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc);return exports;}EXTERN_C_END
static napi_module demoModule = {.nm_version = 1,.nm_flags = 0,.nm_filename = nullptr,.nm_register_func = Init,.nm_modname = "tesseract",.nm_priv = ((void *)0),.reserved = {0},};
extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterHelloModule(void) {napi_module_register(& demoModule);}


通过nm_modname定义模块名,nm_register_func注册接口函数,在Init函数中指定了JS中initOCR,startOCR,destroyOCR对应的本地实现函数,这样就可以在对应的本地实现函数中调用三方库Tesseract的具体实现了。


3 以startOCR的Callback方式为例介绍N-API中的具体实现

static napi_value StartOCR(napi_env env, napi_callback_info info) {    OH_LOG_ERROR(LogType::LOG_APP, "OCR StartOCR 111");    size_t argc = 2;    napi_value args[2] = { nullptr };  //1. 获取参数    napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr);

//2. 共享数据 auto addonData = new StartOCRAddOnData{ .asyncWork = nullptr, }; //3. N-API类型转成C/C++类型 char imagePath[1024] = { 0 }; size_t length = 0; napi_get_value_string_utf8(env, args[0], imagePath, 1024, &length);
addonData->args0 = string(imagePath);
napi_create_reference(env, args[1], 1, &addonData->callback);
//4. 创建async work napi_value resourceName = nullptr; napi_create_string_utf8(env, "startOCR", NAPI_AUTO_LENGTH, &resourceName); napi_create_async_work(env, nullptr, resourceName, executeStartOCR, completeStartOCRForCallback, (void *)addonData, &addonData->asyncWork);
//将创建的async work加到队列中,由底层调度执行 napi_queue_async_work(env, addonData->asyncWork);
napi_value result = 0; napi_get_null(env, &result);
return result;}



首先通过napi_get_cb_info方法获取JS侧传入的参数信息,将参数转成C++对应的类型,然后创建异步工作,异步工作的方法参数中包含,执行的函数以及函数执行完成的回调函数。


我们看一下执行函数:

static void executeStartOCR(napi_env env, void* data) {    //通过data来获取数据    StartOCRAddOnData * addonData = (StartOCRAddOnData *)data;    napi_value resultValue;    try {        if (api != nullptr) {            //调用具体的实现,读取图片像素            PIX * pix = pixRead((const char*)addonData->args0.c_str());            //设置api的图片像素            api->SetImage(pix);
//调用文字提取接口,获取图片中的文字 char * result = api->GetUTF8Text(); addonData->result = result;
//释放资源 pixDestroy (& pix); delete[] result; } } catch (std::exception e) { std::string error = "Error: "; if (initResult != 0) { error += "please first init tesseractocr."; } else { error += e.what(); } addonData->result = error; }}


这个方法中通过data获取JS传入的参数,然后调用Tesseract库中提供的接口,调用具体的文字提取功能,获取图片中的文字。


执行完成后,会回调到completeStartOCRForCallback,在这个方法中会将执行函数中返回的结果转换为JS的对应类型,然后通过Callback的方式返回。

static void completeStartOCRForCallback(napi_env env, napi_status status, void * data) {    StartOCRAddOnData * addonData = (StartOCRAddOnData *)data;    napi_value callback = nullptr;    napi_get_reference_value(env, addonData->callback, &callback);    napi_value undefined = nullptr;    napi_get_undefined(env, &undefined);    napi_value result = nullptr;    napi_create_string_utf8(env, addonData->result.c_str(), addonData->result.length(), &result);
//执行回调函数 napi_value returnVal = nullptr; napi_call_function(env, undefined, callback, 1, &result, &returnVal);
//删除napi_ref对象 if (addonData->callback != nullptr) { napi_delete_reference(env, addonData->callback); }
//删除异步工作项 napi_delete_async_work(env, addonData->asyncWork); delete addonData;}


应用层实现

应用层主要分为三个模块:动物图片文字识别,身份信息识别,提取文字到本地文件

1. 动物图片文字识别

build() {    Column() {      Row() {        Text('点击图片进行文字提取  提取结果 :').fontSize('30fp').fontColor(Color.Blue)        Text(this.ocrResult).fontSize('50fp').fontColor(Color.Red)      }.margin('10vp').height('10%').alignItems(VerticalAlign.Center)
Grid() { ForEach(this.images, (item, index) => { GridItem() { AnimalItem({ path1: item[0], path2: item[1] }); } }) } .padding({left: this.columnSpace, right: this.columnSpace}) .columnsTemplate("1fr 1fr 1fr") // Grid宽度均分成3份 .rowsTemplate("1fr 1fr") // Grid高度均分成2份 .rowsGap(this.rowSpace) // 设置行间距 .columnsGap(this.columnSpace) // 设置列间距 .width('100%') .height('90%') } .backgroundColor(Color.Pink) }


布局主要使用了Grid的网格布局,每个Item都是对应的图片,通过点击图片可以对点击图片进行文字提取,将提取出的文字显示在标题栏。


2. 身份信息识别

build() {    Row() {      Column() {        Image('/common/idImages/aobamao.jpg')          .onClick(() => {            //点击图片进行信息识别            console.log('OCR begin dialog open 111');            this.ocrDialog.open();            ToolUtils.ocrResult(ToolUtils.aobamao, (result) => {              console.log('111 OCR result = ' + result);              this.result = result;              this.ocrDialog.close();            });          })          .margin('10vp')          .objectFit(ImageFit.Auto)          .height('50%')
Image('/common/idImages/weixiaobao.jpg') .onClick(() => { //点击图片进行信息识别 this.ocrDialog.open(); ToolUtils.ocrResult(ToolUtils.weixiaobao, (result) => { console.log('111 OCR result = ' + result); this.result = result; this.ocrDialog.close(); }); }) .margin('10vp') .objectFit(ImageFit.Auto) .height('50%') } .width(this.screenWidth/2) .padding('20vp')
Column() { Text(this.title).height('10%').fontSize('30fp').fontColor(this.titleColor)
Column() { Text(this.result) .fontColor('#0000FF') .fontSize('50fp') }.justifyContent(FlexAlign.Center).alignItems(HorizontalAlign.Center).height('90%') } .justifyContent(FlexAlign.Start) .width('50%')
} .width('100%') .height('100%') }


身份信息识别的布局最外层是一个水平布局,分为左右两部分,左边的子布局是垂直布局,里面是两张不同的身份证图片,右边子布局也是垂直布局,主要是标题区和识别结果的内容显示区。

3. 提取文字到本地文件

Row() {      Column() {        Image('/common/save2FileImages/testImage1.png')          .onClick(() => {            //点击图片进行信息识别            ToolUtils.ocrResult(ToolUtils.testImage1, (result) => {              let path = this.dir + 'ocrresult1.txt';              try {                let fd = fileio.openSync(path, 0o100 | 0o2, 0o666);                fileio.writeSync(fd, result);                fileio.closeSync(fd);                this.displayText = '文件写入' + path;              } catch (e) {                console.log('OCR fileio error = ' + e);              }            });          })        Image('/common/save2FileImages/testImage2.png')          .onClick(() => {            //点击图片进行信息识别            ToolUtils.ocrResult(ToolUtils.testImage2, (result) => {              let path = this.dir + 'ocrresult2.txt';              let fd = fileio.openSync(path, 0o100 | 0o2, 0o666);              fileio.writeSync(fd, result);              fileio.closeSync(fd);              this.displayText = '文件写入' + path;            });          })      }      Column() {        Text(this.title)        Column() {          Text(this.displayText)        }      }    }


这个功能首先通过接口识别出图片中的文字,然后再通过fileio的能力将文字写入文件中。

6. 总结


样例通过Native的方式将C++的三方库集成到应用中,通过N-API方式提供接口给上层应用调用。对于依赖三方库能力的应用,都可以使用这种方式来进行,移植三方库到Native,通过N-API提供接口给应用调用。


关于样例开发,我之前还分享过《如何利用OpenHarmony ArkUI的Canvas组件实现涂鸦功能?》、《如何通过OpenHarmony的音频模块实现录音变速功能?》欢迎感兴趣的开发者进行了解并与我交流样例开发经验。

END

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深开鸿是一家立足于OpenHarmony(开源鸿蒙)的生态平台型企业,为行业数字化、智慧化提供基础软件服务,致力于打造万物智联核心技术和领先生态。
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