Java實現印刷體轉手寫體—媽媽再也不用擔心我被罰抄作業了

文章目錄

• Java實現印刷體轉手寫體—媽媽再也不用擔心我被罰抄作業了
• • 緣起
  • 開始開發
  • 測試效果
  • 開源地址和總結

鄭重聲明

因本文中涉及到爬蟲程序，該爬蟲源碼僅用于交流學習

如果要使用本文中的技術或源碼，請務必嚴格遵守每個網站根目錄下的robots.txt爬蟲協議

因擅自用作其他用途而產生的法律風險請自行承擔！

緣起

隨著人工智能、深度學習的發展，OCR（通用文字識別）技術開始逐漸興起

從一開始的印刷體識別，到手寫體識別，識別的準確率隨著學習數據的增長和學習模型的完善而越來越高

從初中進入少年編程班時候就開始幻想機器如果能像人類一樣思考是怎樣一番光景

但是沒有想到這一天來得這么快

礙于筆者水平有限，不能帶大家去復刻OCR背后的技術

那么今天，我們就來做一個“反人工智能程序”（簡稱“人工智障”）

簡言之就是反其道而行之，OCR將手寫文字轉成了文本文件，我們此刻就要做一個把文本轉成以假亂真手寫體的程序

至于用處。。。

那可大有用處！

小時候只要犯了錯就會被老師罰抄課本，而且動不動就是5遍10遍，給我的九年義務教育留下了深深的陰影，相信大家也感同身受（別人家的孩子請繞道）

那時候就在想：要是能有一個自動幫我抄課本的機器人該有多好！

作為連變色手機殼都能做出來的程序員們，天下沒有能難倒我們的需求。

今天我們就一起來實現一個抄課本神器。

當然，我們離實現小時候的夢想還差一個時光機。（又是什么狗血穿越劇 - -）

廢話不多說，我們進入正題！

開始開發

在開始開發之前，我們首先需要解決幾個問題：

• 文字怎么轉成手寫體（重點）？
• 怎么把手寫體“寫到紙上”？
• 怎么讓手寫體看起來盡量逼真？

我這里提供一下自己的拙見，如果有更好的解決方案歡迎指正：

• 文字怎么轉成手寫體（重點）？

  首先就是上網找找有沒有現成的“輪子”

  筆者度娘了一下“手寫字體在線生成器”，除去第一條廣告，第二條結果筆者認為是不二之選

  點擊進入的效果大概是這樣

  就決定是它了！

  第一字體網

• 怎么把手寫體“寫到紙上”？

  這個難不倒我，因為之前有用Java代碼繪制海報的經歷，也算半個熟手

  決定用Java AWT 來處理繪制問題

• 怎么讓手寫體看起來盡量逼真？

  這個需要對自己平時寫字有個觀察

  • 同樣的字寫兩遍大小、筆順都不相同
  • 因為體態的原因，同一行字會略有傾斜
  • 總之就是四個字：“亂就完了”

  綜上所述，處理方式也很簡單——加個隨機數

分析完畢，現在我們先來對“第一字體網”的請求來進行分析，然后寫個簡單的“爬蟲”

• 首先打開瀏覽器，摁下F12，發送一個生成文字請求，分析請求

  經過一段時間的觀察，得出結論： 圖中紅框部分就是我們要的請求地址

  點開可以看見我們的參數都是以form-data的形式傳給后臺的

• 接下來就是清洗數據，得到我們想要的結果

  對返回結果進行分析，可以看出返回的是一整個頁面

  而我們需要的僅僅是生成后的這張圖片

  而這張圖片所在元素的id為 imgResult

  對整個請求流程分析完畢，我們接下來就可以開始創建項目擼代碼了

• 新建一個SpringBoot項目text-generator（也可以是一個Maven工程或者是Java程序）

  這是一個典型SpringBoot項目結構，

  如果對SpringBoot不熟悉的小伙伴可以移步到我的Spring系列手寫教案

• 首先我們需要編輯一下resources下的yml配置文件，將我們上面得出的結論給寫到配置里

  # 服務器運行端口 server:port: 80 # 請求地址 url: http://m.diyiziti.com/shouxie # 畫布（紙張）大小 canvas:width: 720height: 1000

• 接下來我們需要配置一個RestTemplate用于發送請求

  /*** @Description* @Author LaoQin* @Date 2020/03/15 22:42**/ @Configuration public class RestConfig {@Beanpublic RestTemplate restTemplate(){return new RestTemplate();} }

• 然后我們需要寫一個文字轉圖片的工具類（請求我們上面的接口）

  /*** @Description 文字轉手寫體圖片* @Author LaoQin* @Date 2020/03/15 22:40**/ @Component public class TextToImg {@AutowiredRestTemplate restTemplate;@Value("${url}")String url;/*** @Author LaoQin* @Description //TODO 將文字轉成手寫文字并返回* @Date 22:47 2020/03/15* @Param [text] 要轉寫的文字* @return java.io.File 返回的文件**/public InputStream textToImg(String text,Integer fontInfoId,Integer fontSize,Integer imageWidth,Integer ImageHeight,String fontColor) throws IOException {HttpHeaders headers = new HttpHeaders();headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_FORM_URLENCODED);MultiValueMap<String,Object> map = new LinkedMultiValueMap<>();map.add("Content",text);map.add("FontInfoId",fontInfoId);map.add("ActionCategory",1);map.add("FontSize",fontSize);map.add("ImageWidth",imageWidth);map.add("ImageHeight",ImageHeight);map.add("FontColor",fontColor);map.add("ImageBgColor","");System.out.println("請求參數:"+map);HttpEntity entity = new HttpEntity<>(map,headers);String result = restTemplate.postForObject(url, entity, String.class);Document document = Jsoup.parse(result);Element element = document.getElementById("imgResult");String src = element.attr("src");//new一個URL對象URL url = new URL(src);//打開鏈接HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection)url.openConnection();//設置請求方式為"GET"conn.setRequestMethod("GET");//超時響應時間為5秒conn.setConnectTimeout(5 * 1000);//通過輸入流獲取圖片數據InputStream inStream = conn.getInputStream();return inStream;} }

  代碼里有注釋，這里我說一下核心流程：

• 發送一個攜帶各項參數（詳見代碼）的Post請求，獲得一個網頁
• 將網頁用Jsoup解析，并且獲取id為imgResult的img元素的src屬性

其核心代碼為

Document document = Jsoup.parse(result); Element element = document.getElementById("imgResult"); String src = element.attr("src");
• 接下來就是將獲取到的src（圖片地址）作為請求地址，發送一個Get請求并獲取到輸入流返回

其核心代碼為

//new一個URL對象 URL url = new URL(src); //打開鏈接 HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection)url.openConnection(); //設置請求方式為"GET" conn.setRequestMethod("GET"); //超時響應時間為5秒 conn.setConnectTimeout(5 * 1000); //通過輸入流獲取圖片數據 InputStream inStream = conn.getInputStream(); return inStream;

• 下一步我們需要建立Ctrl層和Service層

  Ctrl層的代碼為

  /*** @Description* @Author LaoQin* @Date 2020/03/15 23:03**/ @RestController public class BaseCtrl {@AutowiredBaseService baseService;@PostMapping(value = "text")public String test(String title,String text,String color,HttpServletResponse response) throws Exception {baseService.text(title,text,color);return null;}}

  Service接口代碼為

  public interface BaseService{void text(String title, String text, String color) throws Exception; }

  ServiceImpl代碼為

  package com.scj.text.generator.serviceImpl;import com.scj.text.generator.service.BaseService; import com.scj.text.generator.util.TextToImg; import com.sun.image.codec.jpeg.JPEGCodec; import com.sun.image.codec.jpeg.JPEGImageEncoder; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.beans.factory.annotation.Value; import org.springframework.stereotype.Service;import javax.imageio.ImageIO; import java.awt.*; import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.File; import java.io.FileOutputStream; import java.io.InputStream; import java.util.Random;@Service public class BaseServiceImpl implements BaseService {@AutowiredTextToImg textToImg;@Value("${canvas.width}")int canvasWidth;@Value("${canvas.height}")int canvasHeight;private final int[] FONT_LIST = {455,464,465,81};//預設字體列表private final int FONT_SIZE = 36;//預設字體大小private static int pageNum = 0;//當前頁數@Overridepublic void text(String title, String text, String color) throws Exception {//創建ImageBufferedImage image = new BufferedImage(canvasWidth,canvasHeight,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);File file = new File("D:\\img-output\\img"+pageNum+".png");if(!file.exists()){//沒有則創建File folder = new File("D:\\img-output");folder.mkdir();//創建文件夾file.createNewFile();}//創建輸出流FileOutputStream out = new FileOutputStream(file);//創建畫筆Graphics g = image.createGraphics();g.setColor(Color.WHITE);g.fillRect(0,0,canvasWidth,canvasHeight);//畫標題//算出起筆位置int beginX = (canvasWidth-FONT_SIZE*(title.length()))/2;if(beginX<0){System.out.println("標題超限,自動移到行首");beginX = 0;}System.out.println("起筆位置為："+beginX);//創建隨機數Random random = new Random();if(title==null){title = "";}for(int i=0;i<title.length();i++){char c = title.charAt(i);InputStream inputStream;int randomNum = random.nextInt(FONT_LIST.length);//讀取圖片try {inputStream = textToImg.textToImg(c+"",FONT_LIST[randomNum],FONT_SIZE,FONT_SIZE*2,FONT_SIZE*2,color);}catch (Exception e){//觸發重試機制System.out.println("3秒后重試。。。");Thread.sleep(3000);i--;continue;}BufferedImage fontImg = ImageIO.read(inputStream);//繪制合成圖像g.drawImage(fontImg,beginX,0,FONT_SIZE,FONT_SIZE,null);beginX+=FONT_SIZE/2;}int x = 0;int y = "".equals(title)?10:(FONT_SIZE/2+20);//將正文字符串拆分for(int i=0;i<text.length();i++){char c = text.charAt(i);//判斷是否遇到換行符if(c=='\n'){System.out.println("遇到換行符！");x = 0;y += (FONT_SIZE/2+10);//換紙if(y+FONT_SIZE>canvasHeight){pageNum++;//釋放資源g.dispose();JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out);encoder.encode(image);//關閉流out.close();System.out.println("完成!");text("",text.substring(i+1),color);return;}continue;}String str = c+"";int flag = 0;//是否遇到數字int count = 1;//遇到的數字長度//判斷是否遇到數字if(Character.isDigit(c)){System.out.println("遇到數字！");flag = 1;while(Character.isDigit(text.charAt(i+count))){count++;}System.out.println("提取長度為"+count);str = text.substring(i,i+count);System.out.println("提取數字為"+str);i+=(count-1);}//生成隨機數int randomNum = random.nextInt(FONT_LIST.length);int randomX = random.nextInt(5);int randomY = random.nextInt(5)-3;int fontSize = FONT_SIZE+randomNum;int imgWidth = fontSize*2;InputStream inputStream;//讀取圖片try {inputStream = textToImg.textToImg(str,flag==1?462:FONT_LIST[randomNum],flag==1?fontSize/4*3:fontSize,flag==0?imgWidth:imgWidth*count/2,imgWidth,color);}catch (Exception e){//觸發重試機制System.out.println("3秒后重試。。。");Thread.sleep(3000);i--;continue;}BufferedImage fontImg = ImageIO.read(inputStream);//繪制合成圖像g.drawImage(fontImg,count>4?x-30:x+randomX,y+randomY,flag==0?FONT_SIZE:FONT_SIZE*count/2,FONT_SIZE,null);if(count>2){x+=(imgWidth-FONT_SIZE*3/2)*count/2-10;}else{x+=(imgWidth-FONT_SIZE*3/2);}if(x+FONT_SIZE>canvasWidth){x = 0;y += (imgWidth-FONT_SIZE*3/2+10);if(y+FONT_SIZE>canvasHeight){//換紙pageNum++;//釋放資源g.dispose();JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out);encoder.encode(image);//關閉流out.close();System.out.println("完成!");text("",text.substring(i+1),color);return;}}}//釋放資源g.dispose();JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out);encoder.encode(image);//關閉流out.close();System.out.println("完成!");} }

  因為只是demo，并沒有及時去重構自己的代碼，讓代碼有一些“壞味道”，但是不影響核心思路，各位看官湊合先看著

  這里說一下思路，這也是這個程序中最關鍵的代碼

• 首先需要注入我們剛才寫的工具類和配置文件里的內容

  其核心代碼如下

  @Autowired TextToImg textToImg; @Value("${canvas.width}") int canvasWidth; @Value("${canvas.height}") int canvasHeight;

• 然后上第一字體網尋找幾個和我筆跡比較接近的手寫字體，大家切換字體的時候在chrome控制臺>network下就能看到id，和我筆跡比較相仿的我找了4個，分別是{455,464,465,81}，將其定義為常量

  其核心代碼如下

  private final int[] FONT_LIST = {455,464,465,81};//預設字體列表

• 接下來是設置字體大小，因為我們的畫布是700*1000的大小，再加上我平時寫字都寫的特別小，所以我的字體大小為36，當然一般正常的筆跡在這個大小的畫布上應該是48~60，大家可以根據自己的習慣調整

  其核心代碼如下

  private final int FONT_SIZE = 36;//預設字體大小

• 接下來我們則要創建畫布、畫筆和最終輸出的文件，這里默認輸出到D盤下的img-output文件夾，且文件名為img+當前頁數+.png后綴

  其核心代碼如下

  //創建Image BufferedImage image = new BufferedImage(canvasWidth,canvasHeight,BufferedImage.TYPE_INT_RGB); File file = new File("D:\\img-output\\img"+pageNum+".png"); if(!file.exists()){//沒有則創建File folder = new File("D:\\img-output");folder.mkdir();//創建文件夾file.createNewFile(); } //創建輸出流 FileOutputStream out = new FileOutputStream(file); //創建畫筆 Graphics g = image.createGraphics(); g.setColor(Color.WHITE); g.fillRect(0,0,canvasWidth,canvasHeight); //畫標題 //算出起筆位置 int beginX = (canvasWidth-FONT_SIZE*(title.length()))/2; if(beginX<0){System.out.println("標題超限,自動移到行首");beginX = 0; } System.out.println("起筆位置為："+beginX);

• 接下來需要創建一個隨機數去隨機選擇我們的字體、大小、x和y坐標偏移（不然太板正看著太假），同時因為網絡不可靠的緣故，我們需要在請求時去捕獲異常，建立請求失敗的重試機制（默認3秒后重試）

  以下是核心代碼

  //生成隨機數 int randomNum = random.nextInt(FONT_LIST.length); int randomX = random.nextInt(5); int randomY = random.nextInt(5)-3; int fontSize = FONT_SIZE+randomNum; int imgWidth = fontSize*2; InputStream inputStream; //讀取圖片 try {inputStream = textToImg.textToImg(str,flag==1?462:FONT_LIST[randomNum],flag==1?fontSize/4*3:fontSize,flag==0?imgWidth:imgWidth*count/2,imgWidth,color); }catch (Exception e){//觸發重試機制System.out.println("3秒后重試。。。");Thread.sleep(3000);i--;continue; }BufferedImage fontImg = ImageIO.read(inputStream);//繪制合成圖像 g.drawImage(fontImg,count>4?x-30:x+randomX,y+randomY,flag==0?FONT_SIZE:FONT_SIZE*count/2,FONT_SIZE,null);if(count>2){x+=(imgWidth-FONT_SIZE*3/2)*count/2-10; }else{x+=(imgWidth-FONT_SIZE*3/2); }

• 我們還需要判斷畫筆當前位置，如果y坐標加上字體大小超過畫布高度，我們就認為再寫字就會超出畫布，這時候就需要“換紙”了，同樣x坐標+字體大小超過畫布寬度我們則需要換行書寫

  換紙本質就是把已經書寫內容截斷后“交給”下一頁繼續書寫，即一個遞歸調用

  其核心代碼如下

  if(x+FONT_SIZE>canvasWidth){ x = 0; y += (imgWidth-FONT_SIZE*3/2+10); if(y+FONT_SIZE>canvasHeight){ //換紙 pageNum++; //釋放資源 g.dispose(); JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out); encoder.encode(image); //關閉流 out.close(); System.out.println("完成!"); text("",text.substring(i+1),color);//遞歸書寫 return; } }

• 最后別忘了釋放資源

  核心代碼如下

  //釋放資源 g.dispose(); JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out); encoder.encode(image); //關閉流 out.close(); System.out.println("完成!");

  到這里我們想要的效果就實現完畢了

  我們來測試一下效果如何~

測試效果

我們使用Postman發送一個post請求來測試最終效果

首先我在網絡上找到了一篇小學生課文《少年閏土》節選，相信這篇課文會勾起很多90后的童年回憶

《少年閏土》 深藍的天空中掛著一輪金黃的圓月，下面是海邊的沙地，都種著一望無際的碧綠的西瓜。其間有一個十一二歲的少年，項帶銀圈，手捏一柄鋼叉，向一匹猹盡力地刺去。那猹卻將身一扭，反從他的胯下逃走了。 這少年便是閏土。我認識他時，也不過十多歲，離現在將有三十年了；那時我的父親還在世，家景也好，我正是一個少爺。那一年，我家是一件大祭祀的值年。這祭祀，說是三十多年才能輪到一回，所以很鄭重。 正月里供像，供品很多，祭器很講究，拜的人也很多，祭器也很要防偷去。我家只有一個忙月（我們這里給人做工的分三種：整年給一定人家做工的叫長工；按日給人做工的叫短工；自己也種地，只在過年過節以及收租時候來給一定的人家做工的稱忙月），忙不過來，他便對父親說，可以叫他的兒子閏土來管祭器的。 我的父親允許了；我也很高興，因為我早聽到閏土這名字，而且知道他和我仿佛年紀，閏月生的，五行缺土，所以他的父親叫他閏土。他是能裝弶捉小鳥雀的。 我于是日日盼望新年，新年到，閏土也就到了。好容易到了年末，有一日，母親告訴我，閏土來了，我便飛跑地去看。他正在廚房里，紫色的圓臉，頭戴一頂小氈帽，頸上套一個明晃晃的銀項圈，這可見他的父親十分愛他，怕他死去，所以在神佛面前許下愿心，用圈子將他套住了。他見人很怕羞，只是不怕我，沒有旁人的時候，便和我說話，于是不到半日，我們便熟識了。 我們那時候不知道談些什么，只記得閏土很高興，說是上城之后，見了許多沒有見過的東西。 第二日，我便要他捕鳥。他說：“這不能。須大雪下了才好，我們沙地上，下了雪，我掃出一塊空地來，用短棒支起一個大竹匾，撒下秕谷，看鳥雀來吃時，我遠遠地將縛在棒上的繩子只一拉，那鳥雀就罩在竹匾下了。什么都有：稻雞，角雞，鵓鴣，藍背……” 我于是又很盼望下雪。 閏土又對我說：“現在太冷，你夏天到我們這里來。我們日里到海邊撿貝殼去，紅的綠的都有，鬼見怕也有，觀音手也有。晚上我和爹管西瓜去，你也去。” “管賊嗎？” “不是。走路的人口渴了摘一個瓜吃，我們這里是不算偷的。要管的是獾豬，刺猬，猹。月亮地下，你聽，啦啦地響了，猹在咬瓜了。你便捏了胡叉，輕輕地走去……” 我那時并不知道這所謂猹的是怎么一件東西——便是現在也不知道——只是無端地覺得狀如小狗而很兇猛。 “它不咬人嗎？” “有胡叉呢。走到了，看見猹了，你便刺。這畜生很伶俐，倒向你奔來，反從胯下竄了。它的皮毛是油一般的滑……” 我素不知道天下有這許多新鮮事：海邊有如許五色的貝殼；西瓜有這樣危險的經歷，我先前單知道它在水果店里出賣罷了。 “我們沙地里，潮汛要來的時候，就有許多跳魚兒只是跳，都有青蛙似的兩個腳……” 啊！閏土的心里有無窮無盡的稀奇的事，都是我往常的一朋友所不知道的。閏土在海邊時，他們都和我一樣，只看見院子里高墻上的四角的天空。 可惜正月過去了，閏土須回家里去。我急得大哭，他也躲到廚房里，哭著不肯出門，但終于被他父親帶走了。他后來還托他的父親帶給我一包貝殼和幾支很好看的鳥毛，我也曾送他一兩次東西，但從此沒有再見面。 我在朦朧中，眼前又展開一片海邊碧綠的沙地來，上面深藍的天空中掛著一輪金黃的圓月。

我們看看這篇文章最終會轉寫成為什么樣子：

postman截圖

請求過程中

最終生成效果

開源地址和總結

這個程序雖然不是很完美，但是也算圓了小時候的一個幻想

我想編程對于一個程序員可能不僅僅是一個謀生手段

我們也可以在其中收獲許許多多別的東西

項目我已開源至github，感興趣的小伙伴可以自己試試，因為是demo，難免會有不足，歡迎各位大佬指正。

感謝各位看官賞識，感興趣小伙伴可以點個關注，我會不定時在博客里更新自己在工作和生活中的一些所見所聞所感。~from 老邋遢

-完-

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java实现印刷体转手写体—妈妈再也不用担心我被罚抄作业了的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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