手写数字识别系统编程技巧

之前，我写过一篇文章Python实现手写识别系统http://blog.csdn.net/louishao/article/details/60867339。这个实际上是我最近完成的本科毕业论文的课题。

本文就在那篇文章的基础上，总结当中的编程技巧，主要是图像处理和tkinter的编程。注意：本文写的编程技巧，仅针对之前的文章而言，并非是系统的讲解！

1 图像处理编程技巧

手写数字的预处理，我设计的系统中，包含了整形，灰度化和像素值的归一化。当然，我的论文课题重点不是图像处理，因此，这里我基本用的python第三方库PIL实现的。

整形、灰度化、像素值归一化的编程实现

# reshape
def reshapepic(pic):
    im = Image.open(pic)
if im.size!=(28,28):
        im = im.resize((28,28))#,Image.ANTIALIAS)
return im

# graying
def graypic(pic):
if pic.mode!='L':
        pic = pic.convert('L')
return pic

# normalization
def normalizepic(pic):
    im_arr = list(pic.getdata())
    im_nparr = []
for x in im_arr:
        x=1-x/255
        im_nparr.append(x)
    im_nparr = np.array([im_nparr])
return im_nparr,pic

**说明：**mnist中的图像都是28×28的，因此，使用reshapepic()将输入的图片整形为28×28的；同时训练图像是黑白的，因此，使用gray()进行灰度化；而且，训练图像的像素值都是在0-1之间的，因此需要归一化。

2 tkinter编程技巧

我本身对tkinter懂得不多，也只是懂一些很基础的编程，但通过之前手写识别系统的GUI实现后，自己学习了很多，现在作个总结。

很基础的构建控件，添加命令，我这里没有提及，主要是写一些，实用的技巧。

我实现的系统中，含有’OpenFile’的菜单。实现如下：（这里是从我的整个项目文件上截取的，我采用面向对象的写法）

# ------Menu--------------------
self.menubar = Menu(self.root)
self.root.config(menu=self.menubar)
self.menubar.add_command(label='OpenFile',command=self.openfile)
self.piccan = Canvas(self.numberrec,
                             width=168,height=168,bg='#f2f2f2')

self.root['menu']=self.menubar
self.piccan.grid(row=2,column=0,rowspan=3)

打开图片后，使用一个Canvas来显示图片

# ------ Menu function --------------------------------------
def openfile(self):
try:
        fname = td.askopenfilename(title="open", filetypes=[('Image','*.png'),('Image','*.bmp'), ('All Files', '*')])
        self.imagepath.set(fname)
        self.showimage()
#del(self.im_nparr)
        self.reshbutton['state']='normal'
except AttributeError:
        tb.showwarning('Warining',"You haven't import any images!")
except IOError:
        tb.showwarning('Warining',"You should import an image!")
# ------- function to show image ------------------------------
def showimage(self):
    self.__img = Image.open(self.imagepath.get())
#print(self.__img)
    self.__photo = ImageTk.PhotoImage(self.__img)
    self.piccan.create_image((84,84),image=self.__photo)

最后实现的结果，就是在菜单上导入图片，可以在一个Canvas的中间位置显示。

2.2 tkinter中的scrolledtext编程技巧

scrolledtext是将滚动轴和文本控件结合在一起，这样，使用起来更方便。

我的系统使用scrolledtext是用于显示各种信息的，类似很多集成系统的Console框的使用。

功能实现：

self.trainmsg = ScrolledText(self.train,font=("Microsoft YaHei",10),width=40,height=15,padx=5,pady=5)
self.trainmsg.grid(column=0,row=0,padx=5,pady=5)

这样，就能设置显示文本的字体和大小，以及这个控件的长和宽。

编写在ScrolledText中显示文本的函数，如下:

self.message = StringVar(self.root)
def printt(self,msg):
        self.message.set(msg+"\n")
        self.trainmsg.insert(INSERT,self.message.get())
        self.trainmsg.see(END)

ScrolledText的使用关键在于printt()的函数上。insert()是用于插入要显示的文本，see(END)是当显示内容超过文本框的时候，自动滑到最下方。

2.3 tkinter中的Canvas编程技巧

对于Canvas控件，有一个方法很使用，就是delete(“all”)，它能清空当前Canvas显示的图像，一定程度上能起到刷新的作用。

总结：做整个项目之前，我自己基本上都不知道怎么实现界面。但是，自己不断地尝试，写了很多很多的测试文件，自己也查了很多资料，但是网上tkinter的资料比较少，而且很多都只是很基础的教程，所以我还看了一部分的tkinter官方文档。总的来说，用了一个月写界面，学了很多，自己之前写过MATLAB的GUI，现在有写了python的，感觉自己对GUI的编程有一点小心得，也对编程有了信心。最终把自己既定的功能都写出来了，也很有满足感，继续努力！

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