Ubuntu下使用OpenCV显示中文

Posted 2021-06-14 ZONG_XP

由于 OpenCV 默认不显示中文，所以我们需要通过需要通过一些库来设置 OpenCV 支持中文显示

源码下载链接：Ubuntu下Opencv显示中文

代码说明

项目需要 ft2build.h，它是 freetype 库中的一个头文件。所以在 shell 中执行下列语句安装 freetype：

sudo apt-get install libfreetype6-dev 

然后使用下列语句查找 ft2build.h 并在 cmake 中链接即可：

sudo find / -name ft2build.h

simhei.ttf 是字体文件，可以在 windows 系统直接进行索引，更换自己喜爱的默认字体即可。运行结果如下

源码解析

由于下载需要积分，所以将源码粘贴出来

cmake 文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.12)
project(chinese)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

find_package(OpenCV REQUIRED)

message(STATUS ${OpenCV_LIBRARY_DIRS})

include_directories(
        /usr/include/freetype2/
        ${OpenCV_INCLUDE_DIRS}
        )

#link_directories(${OpenCV_LIBRARY_DIRS} )

add_executable(chinese main.cpp CvxText.cpp CvxText.h)

target_link_libraries(chinese ${OpenCV_LIBS} freetype)

CvxText.h

#ifndef OPENCV_CVX_TEXT_HPP_
#define OPENCV_CVX_TEXT_HPP_

// source from: http://www.opencv.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=2083&extra=&page=1
// 支持OpenCV中文汉字输入

#include <ft2build.h>
#include FT_FREETYPE_H

#include <opencv2/opencv.hpp>

class CvxText {
public:
    /**
    * 装载字库文件
    */
    CvxText(const char* freeType);
    virtual ~CvxText();

    /**
    * 获取字体.目前有些参数尚不支持.
    *
    * \\param font        字体类型, 目前不支持
    * \\param size        字体大小/空白比例/间隔比例/旋转角度
    * \\param underline   下画线
    * \\param diaphaneity 透明度
    *
    * \\sa setFont, restoreFont
    */
    void getFont(int* type, cv::Scalar* size=nullptr, bool* underline=nullptr, float* diaphaneity=nullptr);

    /**
    * 设置字体.目前有些参数尚不支持.
    *
    * \\param font        字体类型, 目前不支持
    * \\param size        字体大小/空白比例/间隔比例/旋转角度
    * \\param underline   下画线
    * \\param diaphaneity 透明度
    *
    * \\sa getFont, restoreFont
    */
    void setFont(int* type, cv::Scalar* size=nullptr, bool* underline=nullptr, float* diaphaneity=nullptr);

    /**
    * 恢复原始的字体设置.
    *
    * \\sa getFont, setFont
    */
    void restoreFont();

    /**
    * 输出汉字(颜色默认为黑色).遇到不能输出的字符将停止.
    *
    * \\param img  输出的影象
    * \\param text 文本内容
    * \\param pos  文本位置
    *
    * \\return 返回成功输出的字符长度，失败返回-1.
    */
    int putText(cv::Mat& img, char* text, cv::Point pos);

    /**
    * 输出汉字(颜色默认为黑色).遇到不能输出的字符将停止.
    *
    * \\param img  输出的影象
    * \\param text 文本内容
    * \\param pos  文本位置
    *
    * \\return 返回成功输出的字符长度，失败返回-1.
    */
    int putText(cv::Mat& img, const wchar_t* text, cv::Point pos);

    /**
    * 输出汉字.遇到不能输出的字符将停止.
    *
    * \\param img   输出的影象
    * \\param text  文本内容
    * \\param pos   文本位置
    * \\param color 文本颜色
    *
    * \\return 返回成功输出的字符长度，失败返回-1.
    */
    int putText(cv::Mat& img, const char* text, cv::Point pos, cv::Scalar color);

    /**
    * 输出汉字.遇到不能输出的字符将停止.
    *
    * \\param img   输出的影象
    * \\param text  文本内容
    * \\param pos   文本位置
    * \\param color 文本颜色
    *
    * \\return 返回成功输出的字符长度，失败返回-1.
    */
    int putText(cv::Mat& img, const wchar_t* text, cv::Point pos, cv::Scalar color);

private:
    // 禁止copy
    CvxText& operator=(const CvxText&);
    // 输出当前字符, 更新m_pos位置
    void putWChar(cv::Mat& img, wchar_t wc, cv::Point& pos, cv::Scalar color);

    FT_Library   m_library;   // 字库
    FT_Face      m_face;      // 字体

    // 默认的字体输出参数
    int         m_fontType;
    cv::Scalar   m_fontSize;
    bool      m_fontUnderline;
    float      m_fontDiaphaneity;
};

#endif // OPENCV_CVX_TEXT_HPP_

CvxText.cpp

#include <wchar.h>
#include <assert.h>
#include <locale.h>
#include <ctype.h>
#include <cmath>

#include "CvxText.h"

// 打开字库
CvxText::CvxText(const char* freeType)
{
    assert(freeType != NULL);

    // 打开字库文件, 创建一个字体
    if(FT_Init_FreeType(&m_library)) throw;
    if(FT_New_Face(m_library, freeType, 0, &m_face)) throw;

    // 设置字体输出参数
    restoreFont();

    // 设置C语言的字符集环境
    setlocale(LC_ALL, "");
}

// 释放FreeType资源
CvxText::~CvxText()
{
    FT_Done_Face(m_face);
    FT_Done_FreeType(m_library);
}

// 设置字体参数:
//
// font         - 字体类型, 目前不支持
// size         - 字体大小/空白比例/间隔比例/旋转角度
// underline   - 下画线
// diaphaneity   - 透明度
void CvxText::getFont(int* type, cv::Scalar* size, bool* underline, float* diaphaneity)
{
    if (type) *type = m_fontType;
    if (size) *size = m_fontSize;
    if (underline) *underline = m_fontUnderline;
    if (diaphaneity) *diaphaneity = m_fontDiaphaneity;
}

void CvxText::setFont(int* type, cv::Scalar* size, bool* underline, float* diaphaneity)
{
    // 参数合法性检查
    if (type) {
        if(type >= 0) m_fontType = *type;
    }
    if (size) {
        m_fontSize.val[0] = std::fabs(size->val[0]);
        m_fontSize.val[1] = std::fabs(size->val[1]);
        m_fontSize.val[2] = std::fabs(size->val[2]);
        m_fontSize.val[3] = std::fabs(size->val[3]);
    }
    if (underline) {
        m_fontUnderline   = *underline;
    }
    if (diaphaneity) {
        m_fontDiaphaneity = *diaphaneity;
    }

    FT_Set_Pixel_Sizes(m_face, (int)m_fontSize.val[0], 0);
}

// 恢复原始的字体设置
void CvxText::restoreFont()
{
    m_fontType = 0;            // 字体类型(不支持)

    m_fontSize.val[0] = 20;      // 字体大小
    m_fontSize.val[1] = 0.5;   // 空白字符大小比例
    m_fontSize.val[2] = 0.1;   // 间隔大小比例
    m_fontSize.val[3] = 0;      // 旋转角度(不支持)

    m_fontUnderline   = false;   // 下画线(不支持)

    m_fontDiaphaneity = 1.0;   // 色彩比例(可产生透明效果)

    // 设置字符大小
    FT_Set_Pixel_Sizes(m_face, (int)m_fontSize.val[0], 0);
}

// 输出函数(颜色默认为白色)
int CvxText::putText(cv::Mat& img, char* text, cv::Point pos)
{
    return putText(img, text, pos, CV_RGB(255, 255, 255));
}

int CvxText::putText(cv::Mat& img, const wchar_t* text, cv::Point pos)
{
    return putText(img, text, pos, CV_RGB(255,255,255));
}

int CvxText::putText(cv::Mat& img, const char* text, cv::Point pos, cv::Scalar color)
{
    if (img.data == nullptr) return -1;
    if (text == nullptr) return -1;

    int i;
    for (i = 0; text[i] != '\\0'; ++i) {
        wchar_t wc = text[i];

        // 解析双字节符号
        if(!isascii(wc)) mbtowc(&wc, &text[i++], 2);

        // 输出当前的字符
        putWChar(img, wc, pos, color);
    }

    return i;
}

int CvxText::putText(cv::Mat& img, const wchar_t* text, cv::Point pos, cv::Scalar color)
{
    if (img.data == nullptr) return -1;
    if (text == nullptr) return -1;

    int i;
    for(i = 0; text[i] != '\\0'; ++i) {
        // 输出当前的字符
        putWChar(img, text[i], pos, color);
    }

    return i;
}

// 输出当前字符, 更新m_pos位置
void CvxText::putWChar(cv::Mat& img, wchar_t wc, cv::Point& pos, cv::Scalar color)
{
    // 根据unicode生成字体的二值位图
    FT_UInt glyph_index = FT_Get_Char_Index(m_face, wc);
    FT_Load_Glyph(m_face, glyph_index, FT_LOAD_DEFAULT);
    FT_Render_Glyph(m_face->glyph, FT_RENDER_MODE_MONO);

    FT_GlyphSlot slot = m_face->glyph;

    // 行列数
    int rows = slot->bitmap.rows;
    int cols = slot->bitmap.width;

    for (int i = 0; i < rows; ++i) {
        for(int j = 0; j < cols; ++j) {
            int off  = i * slot->bitmap.pitch + j/8;

            if (slot->bitmap.buffer[off] & (0xC0 >> (j%8))) {
                int r = pos.y - (rows-1-i);
                int c = pos.x + j;

                if(r >= 0 && r < img.rows && c >= 0 && c < img.cols) {
                    cv::Vec3b pixel = img.at<cv::Vec3b>(cv::Point(c, r));
                    cv::Scalar scalar = cv::Scalar(pixel.val[0], pixel.val[1], pixel.val[2]);

                    // 进行色彩融合
                    float p = m_fontDiaphaneity;
                    for (int k = 0; k < 4; ++k) {
                        scalar.val[k] = scalar.val[k]*(1-p) + color.val[k]*p;
                    }

                    img.at<cv::Vec3b>(cv::Point(c, r))[0] = (unsigned char)(scalar.val[0]);
                    img.at<cv::Vec3b>(cv::Point(c, r))[1] = (unsigned char)(scalar.val[1]);
                    img.at<cv::Vec3b>(cv::Point(c, r))[2] = (unsigned char)(scalar.val[2]);
                }
            }
        }
    }

    // 修改下一个字的输出位置
    double space = m_fontSize.val[0]*m_fontSize.val[1];
    double sep   = m_fontSize.val[0]*m_fontSize.val[2];

    pos.x += (int)((cols? cols: space) + sep);
}

main.cpp

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdlib.h>
//#include <io.h>
#include <string>
#include <vector>
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "time.h"
#include "CvxText.h"

static int ToWchar(char* &src, wchar_t* &dest, const char *locale = "zh_CN.utf8")
{
    if (src == NULL) {
        dest = NULL;
        return 0;
    }

    // 根据环境变量设置locale
    setlocale(LC_CTYPE, locale);

    // 得到转化为需要的宽字符大小
    int w_size = mbstowcs(NULL, src, 0) + 1;

    // w_size = 0 说明mbstowcs返回值为-1。即在运行过程中遇到了非法字符(很有可能使locale
    // 没有设置正确)
    if (w_size == 0) {
        dest = NULL;
        return -1;
    }

    //wcout << "w_size" << w_size << endl;
    dest = new wchar_t[w_size];
    if (!dest) {
        return -1;
    }

    int ret = mbstowcs(dest, src, strlen(src)+1);
    if (ret <= 0) {
        return -1;
    }
    return 0;
}

int main()
{
    cv::Mat img = cv::imread("./demo.jpg");
    if (!img.data || img.channels() != 3) {
        fprintf(stderr, "read image fail\\n");
        return -1;
    }

    CvxText text("./simhei.ttf"); //指定字体
    cv::Scalar size1{ 80, 0.5, 0.1, 0 }; // (字体大小, 无效的, 字符间距, 无效的 }

    text.setFont(nullptr, &size1, nullptr, 0);
    char* str = (char *)"你好，李家网";
    wchar_t *w_str;
    ToWchar(str,w_str);
    text.putText(img, w_str, cv::Point(50,100), cv::Scalar(0, 0, 255));
    cv::resize(img, img, cv::Size(300,300));
    cv::imshow("demo", img);
    cv::waitKey(0);
    cv::imwrite("./res.jpg", img);
    return 0;
}