C++ OpenCV實(shí)戰(zhàn)之手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別
前言
本案例通過(guò)使用machine learning機(jī)器學(xué)習(xí)模塊進(jìn)行手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別。源碼注釋也寫(xiě)得比較清楚啦,大家請(qǐng)看源碼注釋!?。?/p>
一、準(zhǔn)備數(shù)據(jù)集
原圖如圖所示:總共有0~9數(shù)字類別,每個(gè)數(shù)字共20個(gè)?,F(xiàn)在需要將下面圖片切分成訓(xùn)練數(shù)據(jù)圖片、測(cè)試數(shù)據(jù)圖片。該圖片尺寸為560x280,故將其切割成28x28大小數(shù)據(jù)圖片。具體請(qǐng)看源碼注釋。
const int classNum = 10; //總共有0~9個(gè)數(shù)字類別 const int picNum = 20;//每個(gè)類別共20張圖片 const int pic_w = 28;//圖片寬 const int pic_h = 28;//圖片高 //將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集、測(cè)試集 double totalNum = classNum * picNum;//圖片總數(shù) double per = 0.8; //百分比--修改百分比可改變訓(xùn)練集、測(cè)試集比重 double trainNum = totalNum * per;//訓(xùn)練圖片數(shù)量 double testNum = totalNum * (1.0 - per);//測(cè)試圖片數(shù)量
下面需要將整張圖像一一切割成28x28小尺寸圖片作為數(shù)據(jù)集,填充至訓(xùn)練集與測(cè)試集。
Mat Train_Data, Train_Label;//用于訓(xùn)練 vector<MyNum>TestData;//用于測(cè)試 for (int i = 0; i < picNum; i++) { for (int j = 0; j < classNum; j++) { //將所有圖片數(shù)據(jù)都拷貝到Mat矩陣?yán)? Mat temp; gray(Range(j*pic_w, j*pic_w + pic_w), Range(i*pic_h, i*pic_h + pic_h)).copyTo(temp); Train_Data.push_back(temp.reshape(0, 1)); //將temp數(shù)字圖像reshape成一行數(shù)據(jù),然后一一追加到Train_Data矩陣中 Train_Label.push_back(j); //而外用于測(cè)試 if (i * classNum + j >= trainNum) { TestData.push_back({ temp,Rect(i*pic_w,j*pic_h,pic_w,pic_h),j }); } } }
接下來(lái)就是要將數(shù)據(jù)集進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。
//準(zhǔn)備訓(xùn)練數(shù)據(jù)集 Train_Data.convertTo(Train_Data, CV_32FC1); //轉(zhuǎn)化為CV_32FC1類型 Train_Label.convertTo(Train_Label, CV_32FC1); Mat TrainDataMat = Train_Data(Range(0, trainNum), Range::all()); //只取trainNum行訓(xùn)練 Mat TrainLabelMat = Train_Label(Range(0, trainNum), Range::all());
二、KNN訓(xùn)練
這里使用OpenCV中的KNN算法進(jìn)行訓(xùn)練。
//KNN訓(xùn)練 const int k = 3; //k值,取奇數(shù),影響最終識(shí)別率 Ptr<KNearest>knn = KNearest::create(); //構(gòu)造KNN模型 knn->setDefaultK(k);//設(shè)定k值 knn->setIsClassifier(true);//KNN算法可用于分類、回歸。 knn->setAlgorithmType(KNearest::BRUTE_FORCE);//字符匹配算法 knn->train(TrainDataMat, ROW_SAMPLE, TrainLabelMat);//模型訓(xùn)練
三、模型預(yù)測(cè)及結(jié)果顯示
//預(yù)測(cè)及結(jié)果顯示 double count = 0.0; Scalar color; for (int i = 0; i < TestData.size(); i++) { //將測(cè)試圖片轉(zhuǎn)成CV_32FC1,單行形式 Mat data = TestData[i].mat.reshape(0, 1); data.convertTo(data, CV_32FC1); Mat sample = data(Range(0, data.rows), Range::all()); float f = knn->predict(sample); //預(yù)測(cè) if (f == TestData[i].label) { color = Scalar(0, 255, 0); //如果預(yù)測(cè)正確,繪制綠色,并且結(jié)果+1 count++; } else { color = Scalar(0, 0, 255);//如果預(yù)測(cè)錯(cuò)誤,繪制紅色 } rectangle(src, TestData[i].rect, color, 2); } //將繪制結(jié)果拷貝到一張新圖上 Mat result(Size(src.cols, src.rows + 50), CV_8UC3, Scalar::all(255)); src.copyTo(result(Rect(0, 0, src.cols, src.rows))); //將得分在結(jié)果圖上顯示 char text[10]; int score = (count / testNum) * 100; sprintf_s(text, "%s%d%s", "Score:", score, "%"); putText(result, text, Point((result.cols / 2) - 80, result.rows - 15), FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, Scalar(0, 255, 0), 2);
如圖為不同比重訓(xùn)練集與測(cè)試集識(shí)別結(jié)果。
四、源碼
#include<iostream> #include<opencv2/opencv.hpp> #include<opencv2/ml.hpp> using namespace std; using namespace cv; using namespace cv::ml; //**自定義結(jié)構(gòu)體 struct MyNum { cv::Mat mat; //數(shù)字圖片 cv::Rect rect;//相對(duì)整張圖所在矩形 int label;//數(shù)字標(biāo)簽 }; int main() { Mat src = imread("digit.png"); if (src.empty()) { cout << "No Image..." << endl; system("pause"); return -1; } Mat gray; cvtColor(src, gray, COLOR_BGR2GRAY); const int classNum = 10; //總共有0~9個(gè)數(shù)字類別 const int picNum = 20;//每個(gè)類別共20張圖片 const int pic_w = 28;//圖片寬 const int pic_h = 28;//圖片高 //將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集、測(cè)試集 double totalNum = classNum * picNum;//圖片總數(shù) double per = 0.8; //百分比--修改百分比可改變訓(xùn)練集、測(cè)試集比重 double trainNum = totalNum * per;//訓(xùn)練圖片數(shù)量 double testNum = totalNum * (1.0 - per);//測(cè)試圖片數(shù)量 Mat Train_Data, Train_Label;//用于訓(xùn)練 vector<MyNum>TestData;//用于測(cè)試 for (int i = 0; i < picNum; i++) { for (int j = 0; j < classNum; j++) { //將所有圖片數(shù)據(jù)都拷貝到Mat矩陣?yán)? Mat temp; gray(Range(j*pic_w, j*pic_w + pic_w), Range(i*pic_h, i*pic_h + pic_h)).copyTo(temp); Train_Data.push_back(temp.reshape(0, 1)); //將temp數(shù)字圖像reshape成一行數(shù)據(jù),然后一一追加到Train_Data矩陣中 Train_Label.push_back(j); //額外用于測(cè)試 if (i * classNum + j >= trainNum) { TestData.push_back({ temp,Rect(i*pic_w,j*pic_h,pic_w,pic_h),j }); } } } //準(zhǔn)備訓(xùn)練數(shù)據(jù)集 Train_Data.convertTo(Train_Data, CV_32FC1); //轉(zhuǎn)化為CV_32FC1類型 Train_Label.convertTo(Train_Label, CV_32FC1); Mat TrainDataMat = Train_Data(Range(0, trainNum), Range::all()); //只取trainNum行訓(xùn)練 Mat TrainLabelMat = Train_Label(Range(0, trainNum), Range::all()); //KNN訓(xùn)練 const int k = 3; //k值,取奇數(shù),影響最終識(shí)別率 Ptr<KNearest>knn = KNearest::create(); //構(gòu)造KNN模型 knn->setDefaultK(k);//設(shè)定k值 knn->setIsClassifier(true);//KNN算法可用于分類、回歸。 knn->setAlgorithmType(KNearest::BRUTE_FORCE);//字符匹配算法 knn->train(TrainDataMat, ROW_SAMPLE, TrainLabelMat);//模型訓(xùn)練 //預(yù)測(cè)及結(jié)果顯示 double count = 0.0; Scalar color; for (int i = 0; i < TestData.size(); i++) { //將測(cè)試圖片轉(zhuǎn)成CV_32FC1,單行形式 Mat data = TestData[i].mat.reshape(0, 1); data.convertTo(data, CV_32FC1); Mat sample = data(Range(0, data.rows), Range::all()); float f = knn->predict(sample); //預(yù)測(cè) if (f == TestData[i].label) { color = Scalar(0, 255, 0); //如果預(yù)測(cè)正確,繪制綠色,并且結(jié)果+1 count++; } else { color = Scalar(0, 0, 255);//如果預(yù)測(cè)錯(cuò)誤,繪制紅色 } rectangle(src, TestData[i].rect, color, 2); } //將繪制結(jié)果拷貝到一張新圖上 Mat result(Size(src.cols, src.rows + 50), CV_8UC3, Scalar::all(255)); src.copyTo(result(Rect(0, 0, src.cols, src.rows))); //將得分在結(jié)果圖上顯示 char text[10]; int score = (count / testNum) * 100; sprintf_s(text, "%s%d%s", "Score:", score, "%"); putText(result, text, Point((result.cols / 2) - 80, result.rows - 15), FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, Scalar(0, 255, 0), 2); imshow("test", result); imwrite("result.jpg", result); waitKey(0); system("pause"); return 0; }
總結(jié)
本文使用OpenCV C++ 利用ml模塊進(jìn)行手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別,源碼注釋也比較詳細(xì),主要操作有以下幾點(diǎn)。
1、數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集與測(cè)試集
2、進(jìn)行KNN訓(xùn)練
3、進(jìn)行模型預(yù)測(cè)以及結(jié)果顯示
以上就是C++ OpenCV實(shí)戰(zhàn)之手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于C++ OpenCV手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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