书名：计算机视觉40例从入门到深度学习：OpenCV-Python
作者：李立宗
出版社：电子工业出版社
出版时间：2022-07-01
ISBN：9787121436857

---

第9章 答题卡识别

9.2 整张答题卡识别原理

9.2.4 将选项按照题目分组

1、规则排序

• 在上节排序的基础上，还需要将每道题目的4个选项按照从左到右的顺序排列，确保每道题目各选项遵循如下规则：

  • A选项序号为0。
  • B选项序号为1。
  • C选项序号为2。
  • D选项序号为3。

• 在具体实现中，根据各选项的坐标值，实现各选项按从左到右顺序排列。

2、程序

import cv2
import numpy as np

thresh =  cv2.imread("d:\\OpenCVpic\\thresh.bmp",-1)  
# cv2.imshow("thresh", thresh)

cnts, hierarchy = cv2.findContours(thresh.copy(),cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
print("共找到各种轮廓",len(cnts), "个")

# =======构造载体=======
# thresh:在该图像内显示选项无序时的序号
# thresh 是灰度图像，将其转换至色彩空间是为了能够显示彩色序号
threshColor=cv2.cvtColor(thresh,cv2.COLOR_GRAY2BGR)
# result:在该图像内显示选项序号调整后的序号
result=threshColor.copy()


#===========用于存储筛选出的选项====
options =[]
font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
for (i,ci) in enumerate(cnts):
    
    #获取轮廓的矩形包围框
    x,y, w, h = cv2.boundingRect(ci)
    #计算纵横比
    ar = w / float(h)
    # 将满足长度、宽度大于 24 像素且纵横比介于[0.7,1.3]的轮廓加入 options 
    if w >= 24 and h>= 24 and ar >= 0.7 and ar <= 1.4:
        options.append(ci)
        #绘制序号
        cv2.putText(threshColor,str(i), (x-1,y-5),font,0.5,(0,0,255),2)

cv2.imshow("thresh", threshColor)
# 需要注意的是，此时得到了很多选项的轮廓，但是它们在 options 中是无规则存放的
print("共找到选项",len(options), "个")

# =====将找到的所有选项轮廓绘制出来==
color = (0,0,255) # 红色
cv2.drawContours(threshColor, options,-1, color, 2)

# cv2.imshow("threshColor",threshColor)


# ==将轮廓按照从上到下的顺序排列===
boundingBoxes = [cv2.boundingRect(c) for c in options]
(options, boundingBoxes) = zip(*sorted(zip(options,boundingBoxes),key=lambda b:b[1][1],reverse=False))

     
# =========将道题目的4个选项筛选出来=====
for (tn,i) in enumerate(np.arange(0,len(options), 4)):
    # 需要注意的是，取出的 4 个轮廓，对应某道题目的 4 个选项
    #这4个选项的存放是无序的
    #将轮廓按照坐标值实现自左向右顺次存放
    # 将选项 A、选项 B、选项 C、选项 D 按照坐标值顺次存放
    boundingBoxes =[cv2.boundingRect(c) for c in options[i:i + 4]]
    (cnts,boundingBoxes)= zip(*sorted(zip(options[i:i + 4], boundingBoxes),key=lambda x:x[1][0], reverse=False))     
    # 构造图像 image 用显示每道题目的4个选项
    image = np.zeros(threshColor.shape, dtype="uint8")
    #针对每个选项单独处理
    for (n,ni) in enumerate(cnts):
        x,y, w, h = cv2.boundingRect(ni)
        cv2.drawContours(image, [ni],-1, (255,255,255), -1)
        cv2.putText(image,str(n), (x+10,y-5),font,0.5,(0,0,255),2)
        
        #显示每道题目的 4个选项及对应序号
        cv2.imshow("result"+str(tn),image)     

cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

图9-15 运行结果

3、结果分析

运行上述程序，输出结果如图9-15所示。从图9-15中可以看出，图9-15（a）是在提取的各个选项上绘制的原始序号，图9-15（b）～图9-15（f）是提取的各个不同题目的4个选项按序号进行从左到右排序的结果。