pix2text 0.2.3.2

An open-source Python3 tool for Optical Character Recognition (OCR) and LaTeX expression extraction from images, a Free Alternative to Mathpix

 

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Pix2Text (P2T)

Update 2023.07.03：发布 V0.2.3

主要变更：

• 训练了新的公式识别模型，供 P2T网页版 使用。新模型精度更高，尤其对手写公式和多行公式类图片。具体参考：Pix2Text 新版公式识别模型 | Breezedeus.com 。
• 优化了对检测出的boxes的排序逻辑，以及对混合图片的处理逻辑，使得最终识别效果更符合直觉。
• 优化了识别结果的合并逻辑，自动判断是否该换行，是否分段。
• 修复了模型文件自动下载的功能。HuggingFace似乎对下载文件的逻辑做了调整，导致之前版本的自动下载失败，当前版本已修复。但由于HuggingFace国内被墙，国内下载仍需 梯子（VPN）。
• 更新了各个依赖包的版本号。

Update 2023.06.20：发布新版 MFD 模型

主要变更：

• 基于新标注的数据，重新训练了 MFD YoloV7 模型，目前新模型已部署到 P2T网页版 。具体说明见：Pix2Text (P2T) 新版公式检测模型 | Breezedeus.com 。
• 之前的 MFD YoloV7 模型已开放给星球会员下载，具体说明见：P2T YoloV7 数学公式检测模型开放给星球会员下载 | Breezedeus.com 。

Update 2023.02.10： P2T网页版 开放免费使用

• P2T作为Python包，对于不熟悉Python的朋友还是太不友好，所以我们也开发了 P2T网页版，可直接免费使用，欢迎帮忙推荐分享。
• 视频介绍：Pix2Text 新版和网页版发布，离Mathpix又近了一大步_bilibili 。
• 文字版介绍：Pix2Text (P2T) 新版发布，离Mathpix又近了一大步 - 知乎 。

了解更多：RELEASE.md 。

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Pix2Text 期望成为 Mathpix 的免费开源 Python 替代工具，目前已经可以完成 Mathpix 的核心功能。Pix2Text (P2T) 自 V0.2 开始，支持识别既包含文字又包含公式的混合图片，返回效果类似于 Mathpix。P2T 的核心原理见下图（文字识别支持中文和英文）：

P2T 使用开源工具 CnSTD 检测出图片中数学公式所在位置，再交由 LaTeX-OCR 识别出各对应位置数学公式的Latex表示。图片的剩余部分再交由 CnOCR 进行文字检测和文字识别。最后 P2T 合并所有识别结果，获得最终的图片识别结果。感谢这些开源工具。

P2T 作为Python3工具包，对于不熟悉Python的朋友不太友好，所以我们也发布了可免费使用的 P2T网页版，直接把图片丢进网页就能输出P2T的解析结果。网页版会使用最新的模型，效果会比开源模型更好。

感兴趣的朋友欢迎扫码加小助手为好友，备注 p2t，小助手会定期统一邀请大家入群。群内会发布P2T相关工具的最新进展：

作者也维护 知识星球 P2T/CnOCR/CnSTD私享群 ，这里面的提问会较快得到作者的回复，欢迎加入。知识星球私享群也会陆续发布一些P2T/CnOCR/CnSTD相关的私有资料，包括部分未公开的模型，购买付费模型享优惠，不同应用场景的调用代码，使用过程中遇到的难题解答等。星球也会发布P2T/OCR/STD相关的最新研究资料。

使用说明

调用很简单，以下是示例：

from pix2text import Pix2Text, merge_line_texts

img_fp = './docs/examples/formula.jpg'
p2t = Pix2Text(analyzer_config=dict(model_name='mfd'))
outs = p2t(img_fp, resized_shape=600)  # 也可以使用 `p2t.recognize(img_fp)` 获得相同的结果
print(outs)
# 如果只需要识别出的文字和Latex表示，可以使用下面行的代码合并所有结果
only_text = merge_line_texts(outs, auto_line_break=True)
print(only_text)

返回结果 outs 是个 dict，其中 key position 表示Box位置信息，type 表示类别信息，而 text 表示识别的结果。具体见下面的接口说明。

示例

图片	Pix2Text识别结果
	[{'line_number': 0, 'position': array([[ 22, 31], [ 1057, 31], [ 1057, 58], [ 22, 58]]), 'text': 'JVAE的训练loss和VQ-VAE类似，只是使用了KL距离来让分布尽量分散', 'type': 'text'}, {'line_number': 1, 'position': array([[ 625, 121], [ 1388, 121], [ 1388, 182], [ 625, 182]]), 'text': '$$\n' '-E_{z\\sim q(z\\mid x)}[\\log(p(x\\mid z))]+K L(q(z\\mid x))|p(z))\n' '$$', 'type': 'isolated'}, {'line_number': 2, 'position': array([[ 18, 242], [ 470, 242], [ 470, 275], [ 18, 275]]), 'text': '其中之利用 Gumbel-Softmax 人', 'type': 'text'}, {'line_number': 2, 'position': array([[ 481, 238], [ 664, 238], [ 664, 287], [ 481, 287]]), 'text': ' $z\\sim q(z|x)$ ', 'type': 'embedding'}, {'line_number': 2, 'position': array([[ 667, 244], [ 840, 244], [ 840, 277], [ 667, 277]]), 'text': '中抽样得到,', 'type': 'text'}, {'line_number': 2, 'position': array([[ 852, 239], [ 932, 239], [ 932, 288], [ 852, 288]]), 'text': ' $\\scriptstyle{p(z)}$ ', 'type': 'embedding'}, {'line_number': 2, 'position': array([[ 937, 244], [ 1299, 244], [ 1299, 277], [ 937, 277]]), 'text': '是个等概率的多项式分布', 'type': 'text'}]
	[{"line_number": 0, "position": array([[ 12, 19], [ 749, 19], [ 749, 150], [ 12, 150]]), "text": "$$\n" "\\mathcal{L}_{\\mathrm{eyelid}}~\\equiv~" "\\sum_{t=1}^{T}\\sum_{v=1}^{V}" "\\mathcal{N}_{U}^{\\mathrm{(eyelid)}}" "\\left(\\left|\\left|\\hat{h}_{t,v}\\,-\\," "\\mathcal{x}_{t,v}\\right|\\right|^{2}\\right)\n" "$$", "type": "isolated"}]
	[{"position": array([[ 0, 0], [ 710, 0], [ 710, 116], [ 0, 116]]), "text": "python scripts/screenshot_daemon_with_server\n" "2-get_model:178usemodel:/Users/king/.cr\n" "enet_lite_136-fc-epoch=039-complete_match_er", "type": "english"}]
	[{"position": array([[ 0, 0], [ 800, 0], [ 800, 800], [ 0, 800]]), "text": "618\n开门红提前购\n很贵\n买贵返差" "\n终于降价了\n100%桑蚕丝\n要买趁早\n今日下单188元\n仅限一天", "type": "general"}]

模型下载

开源免费模型

安装好 Pix2Text 后，首次使用时系统会自动下载 免费模型文件，并存于 ~/.pix2text目录（Windows下默认路径为 C:\Users\<username>\AppData\Roaming\pix2text）。

Note

如果已成功运行上面的示例，说明模型已完成自动下载，可忽略本节后续内容。

对于分类模型，系统会自动下载模型mobilenet_v2.zip文件并对其解压，然后把解压后的模型相关目录放于~/.pix2text目录中。如果系统无法自动成功下载mobilenet_v2.zip文件，则需要手动从 cnstd-cnocr-models/pix2text 下载此zip文件并把它放于 ~/.pix2text目录。如果下载太慢，也可以从 百度云盘 下载， 提取码为 p2t0。

对于 LaTeX-OCR ，系统同样会自动下载模型文件并把它们存放于~/.pix2text/formula目录中。如果系统无法自动成功下载这些模型文件，则需从 百度云盘 下载文件 weights.pth 和 image_resizer.pth， 并把它们存放于~/.pix2text/formula目录中；提取码为 p2t0。

付费模型

除了上面免费的开源模型，P2T 也训练了精度更高的数学公式检测和识别模型，这些模型供 P2T网页版 使用，它们的效果也可以在网页版体验。这些模型不是免费的（抱歉开源作者也是要喝咖啡的），具体可参考 Pix2Text (P2T) | Breezedeus.com 。

安装

嗯，顺利的话一行命令即可。

pip install pix2text

安装速度慢的话，可以指定国内的安装源，如使用豆瓣源：

pip install pix2text -i https://pypi.doubanio.com/simple

如果是初次使用OpenCV，那估计安装都不会很顺利，bless。

Pix2Text 主要依赖 CnSTD>=1.2.1、CnOCR>=2.2.2.1 ，以及 LaTeX-OCR 。如果安装过程遇到问题，也可参考它们的安装说明文档。

Warning

如果电脑中从未安装过 PyTorch，OpenCV python包，初次安装可能会遇到不少问题，但一般都是常见问题，可以自行百度/Google解决。

接口说明

类初始化

主类为 Pix2Text ，其初始化函数如下：

class Pix2Text(object):

    def __init__(
        self,
        *,
        analyzer_config: Dict[str, Any] = None,
        clf_config: Dict[str, Any] = None,
        general_config: Dict[str, Any] = None,
        english_config: Dict[str, Any] = None,
        formula_config: Dict[str, Any] = None,
        thresholds: Dict[str, Any] = None,
        device: str = 'cpu',  # ['cpu', 'cuda', 'gpu']
        **kwargs,
    ):

其中的各参数说明如下：

• analyzer_config (dict): 分类模型对应的配置信息；默认为 None，表示使用默认配置（使用MFD Analyzer）：

  {
        'model_name': 'mfd'  # 可以取值为 'mfd'（MFD），或者 'layout'（版面分析）
    }
  

• clf_config (dict): 分类模型对应的配置信息；默认为 None，表示使用默认配置：

  {
       'base_model_name': 'mobilenet_v2',
       'categories': IMAGE_TYPES,
       'transform_configs': {
           'crop_size': [150, 450],
           'resize_size': 160,
           'resize_max_size': 1000,
       },
       'model_dir': Path(data_dir()) / 'clf',
       'model_fp': None  # 如果指定，直接使用此模型文件
  }
  

• general_config (dict): 通用模型对应的配置信息；默认为 None，表示使用默认配置：

  {}
  

• english_config (dict): 英文模型对应的配置信息；默认为 None，表示使用默认配置：

  {'det_model_name': 'en_PP-OCRv3_det', 'rec_model_name': 'en_PP-OCRv3'}
  

• formula_config (dict): 公式识别模型对应的配置信息；默认为 None，表示使用默认配置：

  {
      'config': LATEX_CONFIG_FP,
      'model_fp': Path(data_dir()) / 'formula' / 'weights.pth',
      'no_resize': False
  }
  

• thresholds (dict): 识别阈值对应的配置信息；默认为 None，表示使用默认配置：

  {
      'formula2general': 0.65,  # 如果识别为 `formula` 类型，但得分小于此阈值，则改为 `general` 类型
      'english2general': 0.75,  # 如果识别为 `english` 类型，但得分小于此阈值，则改为 `general` 类型
  }
  

• device (str): 使用什么资源进行计算，支持 ['cpu', 'cuda', 'gpu']；默认为 cpu

• **kwargs (): 预留的其他参数；目前未被使用

识别类函数

通过调用类 Pix2Text 的类函数 .recognize() 完成对指定图片进行识别。类函数 .recognize() 说明如下：

    def recognize(
        self, img: Union[str, Path, Image.Image], use_analyzer: bool = True, **kwargs
    ) -> List[Dict[str, Any]]:

其中的输入参数说明如下：

• img (str or Image.Image)：待识别图片的路径，或者利用 Image.open() 已读入的图片 Image 。
• use_analyzer (bool)：是否使用 Analyzer (MFD or Layout); False 表示把图片看成纯文本或者纯图片处理，相当于 P2T V0.1.* 的效果。Default: True。
• kwargs: 保留字段，可以包含以下值，
  • resized_shape (int): 把图片宽度resize到此大小再进行处理；默认值为 700；
  • save_analysis_res (str): 把解析结果图片存在此文件中；默认值为 None，表示不存储；
  • embed_sep (tuple): embedding latex的前后缀；只针对使用 MFD 时才有效；默认值为 (' $', '$ ')；
  • isolated_sep (tuple): isolated latex的前后缀；只针对使用 MFD 时才有效；默认值为 ('$$\n', '\n$$')。

返回结果为列表（list），列表中的每个元素为dict，包含如下 key：

• type：识别出的图像类别；

  • 当开启Analyzer时（use_analyzer==True），取值为 text（纯文本）、isolated（独立行的数学公式） 或者 embedding（行内的数学公式）；

    注意：对于 MFD Analyzer ，此取值从 P2T v0.2.3 开始与之前不同。

  • 当未开启Analyzer时（use_analyzer==False），取值为formula（纯数学公式）、english（纯英文文字）、general（纯文字，可能包含中英文）；

• text：识别出的文字或Latex表达式；

• position：所在块的位置信息，np.ndarray, with shape of [4, 2]；

• line_number：仅在使用 MFD Analyzer 时，才会包含此字段。此字段为 Box 所在的行号（第一行 line_number=0），值相同的 Box 表示它们在同一行。

  注意：此取值从 P2T v0.2.3 开始才有，之前版本没有此 key。

Pix2Text 类也实现了 __call__() 函数，其功能与 .recognize() 函数完全相同。所以才会有以下的调用方式：

from pix2text import Pix2Text, merge_line_texts

img_fp = './docs/examples/formula.jpg'
p2t = Pix2Text(analyzer_config=dict(model_name='mfd'))
outs = p2t(img_fp, resized_shape=608)  # 也可以使用 `p2t.recognize(img_fp)` 获得相同的结果
print(outs)
# 如果只需要识别出的文字和Latex表示，可以使用下面行的代码合并所有结果
only_text = merge_line_texts(outs, auto_line_break=True)
print(only_text)

脚本使用

P2T 包含了以下命令行工具。

对单张图片或单个文件夹中的图片进行识别

使用命令 p2t predict 预测单张图片或文件夹中所有图片，以下是使用说明：

$ p2t predict -h
Usage: p2t predict [OPTIONS]

  模型预测

Options:
  --use-analyzer / --no-use-analyzer
                                  是否使用 MFD 或者版面分析 Analyzer  [default: use-
                                  analyzer]
  -a, --analyzer-name [mfd|layout]
                                  使用哪个Analyzer，MFD还是版面分析  [default: mfd]
  -t, --analyzer-type TEXT        Analyzer使用哪个模型，'yolov7_tiny' or 'yolov7'
                                  [default: yolov7_tiny]
  --analyzer-model-fp TEXT        Analyzer检测模型的文件路径。Default：`None`，表示使用默认模型
  --latex-ocr-model-fp TEXT       Latex-OCR
                                  数学公式识别模型的文件路径。Default：`None`，表示使用默认模型
  -d, --device TEXT               使用 `cpu` 还是 `gpu` 运行代码，也可指定为特定gpu，如`cuda:0`
                                  [default: cpu]
  --resized-shape INTEGER         把图片宽度resize到此大小再进行处理  [default: 608]
  -i, --img-file-or-dir TEXT      输入图片的文件路径或者指定的文件夹  [required]
  --save-analysis-res TEXT        把解析结果存储到此文件或目录中（如果'--img-file-or-
                                  dir'为文件/文件夹，则'--save-analysis-
                                  res'也应该是文件/文件夹）。取值为 `None` 表示不存储
  -l, --log-level TEXT            Log Level, such as `INFO`, `DEBUG`
                                  [default: INFO]
  -h, --help                      Show this message and exit.

此命令可用于打印对指定图片的检测和识别结果，如运行：

$ p2t predict --use-analyzer -a mfd --resized-shape 608 -i docs/examples/en1.jpg --save-analysis-res output-en1.jpg

上面命令打印出识别结果，同时会把检测结果存储在 output-en1.jpg 文件中，类似以下效果：

HTTP服务

Pix2Text 加入了基于 FastAPI 的HTTP服务。开启服务需要安装几个额外的包，可以使用以下命令安装：

$ pip install pix2text[serve]

安装完成后，可以通过以下命令启动HTTP服务（-p 后面的数字是端口，可以根据需要自行调整）：

$ p2t serve -p 8503

p2t serve 命令使用说明：

$ p2t serve -h
Usage: p2t serve [OPTIONS]

  开启HTTP服务。

Options:
  -H, --host TEXT     server host  [default: 0.0.0.0]
  -p, --port INTEGER  server port  [default: 8503]
  --reload            whether to reload the server when the codes have been
                      changed
  -h, --help          Show this message and exit.

服务开启后，可以使用以下方式调用服务。

命令行

比如待识别文件为 docs/examples/mixed.jpg，如下使用 curl 调用服务：

$ curl -F image=@docs/examples/mixed.jpg --form 'use_analyzer=true' --form 'resized_shape=600' http://0.0.0.0:8503/pix2text

Python

使用如下方式调用服务，参考文件 scripts/try_service.py：

import requests

url = 'http://0.0.0.0:8503/pix2text'

image_fp = 'docs/examples/mixed.jpg'
data = {
    "use_analyzer": True,
    "resized_shape": 608,
    "embed_sep": " $,$ ",
    "isolated_sep": "$$\n, \n$$"
}
files = {
    "image": (image_fp, open(image_fp, 'rb'))
}

r = requests.post(url, data=data, files=files)

outs = r.json()['results']
only_text = '\n'.join([out['text'] for out in outs])
print(f'{only_text=}')

其他语言

请参照 curl 的调用方式自行实现。

脚本运行

脚本 scripts/screenshot_daemon.py 实现了自动对截屏图片调用 Pixe2Text 进行公式或者文字识别。这个功能是如何实现的呢？

以下是具体的运行流程（请先安装好 Pix2Text）：

1. 找一个喜欢的截屏软件，这个软件只要支持把截屏图片存储在指定文件夹即可。比如Mac下免费的 Xnip 就很好用。

2. 除了安装Pix2Text外，还需要额外安装一个Python包 pyperclip，利用它把识别结果复制进系统的剪切板：

   $ pip install pyperclip
   

3. 下载脚本文件 scripts/screenshot_daemon.py 到本地，编辑此文件 "SCREENSHOT_DIR" 所在行（第 17 行），把路径改为你的截屏图片所存储的目录。

4. 运行此脚本：

   $ python scripts/screenshot_daemon.py
   

好了，现在就用你的截屏软件试试效果吧。截屏后的识别结果会写入电脑剪切板，直接 Ctrl-V / Cmd-V 即可粘贴使用。

更详细使用介绍可参考视频：《Pix2Text: 替代 Mathpix 的免费 Python 开源工具》。

给作者来杯咖啡

开源不易，如果此项目对您有帮助，可以考虑 给作者加点油🥤，鼓鼓气💪🏻 。

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官方代码库：https://github.com/breezedeus/pix2text 。

Pix2Text (P2T) 更多信息：https://www.breezedeus.com/pix2text 。