运用AI翻译漫画（二）

构建代码

构建这个PC桌面应用，我们需要几个步骤：

在得到第一次的显示结果后，经过测试，有很大可能会根据结果再对界面进行调整，实际上也是一个局部的软件工程中的迭代开发。

界面设计

启动Visual Studio 2017, 创建一个基于C#语言的WPF(Windows Presentation Foundation)项目：

WPF是一个非常成熟的技术，在有界面展示和交互的情况下，使用XAML设计/渲染引擎，比WinForm程序要强101倍，再加上有C#语言利器的帮助，是写PC桌面前端应用的最佳组合。

给Project起个名字，比如叫“CartoonTranslate”，选择最新的.NET Framework (4.6以上)，然后点击”OK”。我们先一起来设计一下界面：

Input URL：用于输入互联网上的一张漫画图片的URL

Engine：指的是两个不同的算法引擎，其中，OCR旧引擎可以支持25种语言，识别效果可以接受；而Recognize Text新引擎目前只能支持英文，但效果比较好。

Language：制定当前要翻译的漫画的语言，我们只以英文和日文为例，其它国家的漫画相对较少，但一通百通，一样可以支持。

右侧的一堆Button了解一下：

Show：展示Input URL中的图片到下面的图片区

OCR：调用OCR服务

Translate：调用文本翻译服务，将日文或者英文翻译成中文

下侧大面积的图片区了解一下：

Source Image：原始漫画图片

Target Image：翻译成中文对白后的漫画图片

界面设计代码

我们在MainWindow.xaml文件里面填好以下code：

<Window x:Class="CartoonTranslate.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:CartoonTranslate"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="450" Width="800">
    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition Height="*"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <StackPanel Orientation="Horizontal" Grid.Row="0">
            <TextBlock Grid.Row="0" Text="Input URL:"/>
            <TextBox x:Name="tb_Url" Grid.Row="1" Width="600"
                     Text="http://stat.ameba.jp/user_images/20121222/18/secretcube/2e/19/j/o0800112012341269548.jpg"/>
            <Button x:Name="btn_Show" Content="Show" Click="btn_Show_Click" Width="100"/>
            <Button x:Name="btn_OCR" Content="OCR" Click="btn_OCR_Click" Width="100"/>
            <Button x:Name="btn_Translate" Content="Translate" Click="btn_Translate_Click" Width="100"/>
        </StackPanel>
        <StackPanel Grid.Row="1" Orientation="Horizontal">
            <TextBlock Text="Engine:"/>
            <RadioButton x:Name="rb_V1" GroupName="gn_Engine" Content="OCR" Margin="20,0" IsChecked="True" Click="rb_V1_Click"/>
            <RadioButton x:Name="rb_V2" GroupName="gn_Engine" Content="Recognize Text" Click="rb_V2_Click"/>
            <TextBlock Text="Language:" Margin="20,0"/>
            <RadioButton x:Name="rb_English" GroupName="gn_Language" Content="English"/>
            <RadioButton x:Name="rb_Japanese" GroupName="gn_Language" Content="Japanese" IsChecked="True" Margin="20,0"/>
        </StackPanel>
        <Grid Grid.Row="3">
            <Grid.ColumnDefinitions>
                <ColumnDefinition Width="*"/>
                <ColumnDefinition Width="40"/>
                <ColumnDefinition Width="*"/>
            </Grid.ColumnDefinitions>
            <TextBlock Grid.Column="0" Text="Source Image" VerticalAlignment="Center" HorizontalAlignment="Center"/>
            <TextBlock Grid.Column="2" Text="Target Image" VerticalAlignment="Center" HorizontalAlignment="Center"/>
            <Image x:Name="imgSource" Grid.Column="0" Stretch="None" HorizontalAlignment="Left" VerticalAlignment="Top"/>
            <Image x:Name="imgTarget" Grid.Column="2" Stretch="None" HorizontalAlignment="Left" VerticalAlignment="Top"/>
            <Canvas x:Name="canvas_1" Grid.Column="0"/>
            <Canvas x:Name="canvas_2" Grid.Column="2"/>
        </Grid>
</Grid>
</Window>

处理事件

关于XAML语法的问题不在本文的讨论范围之内。上面的XAML写好后，编译时会出错，因为里面定义了很多事件，在C#文件中还没有实现。所以，我们现在把事件代码补上。

局部变量定义（在MainWindow.xaml.cs的MainWindow class里面）：

// using “OCR” or “Recognize Text”
private string Engine;
// source language, English or Japanese
private string Language;
// OCR result object
private OcrResult.Rootobject ocrResult;

按钮”Show”的事件

点击Show按钮的事件，把URL中的漫画的地址所指向的图片加载到窗口中显示：

private void btn_Show_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    if (!Uri.IsWellFormedUriString(this.tb_Url.Text, UriKind.Absolute))
    {
        // show warning message
        return;
    }
    // show image at imgSource
    BitmapImage bi = new BitmapImage();
    bi.BeginInit();
    bi.UriSource = new Uri(this.tb_Url.Text);
    bi.EndInit();
    this.imgSource.Source = bi;
    this.imgTarget.Source = bi;
}

在上面的代码中，同时给左右两个图片区域赋值，显示两张一样的图片。

按钮”OCR”的事件

点击OCR按钮的事件，会调用OCR REST API，然后根据返回结果把所有识别出来的文字用红色的矩形框标记上：

private async void btn_OCR_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    this.Engine = GetEngine();
    this.Language = GetLanguage();
    if (Engine == "OCR")
    {
        ocrResult = await CognitiveServiceAgent.DoOCR(this.tb_Url.Text, Language);
        foreach (OcrResult.Region region in ocrResult.regions)
        {
            foreach (OcrResult.Line line in region.lines)
            {
                if (line.Convert())
                {
                    Rectangle rect = new Rectangle()
                    {
                        Margin = new Thickness(line.BB[0], line.BB[1], 0, 0),
                        Width = line.BB[2],
                        Height = line.BB[3],
                        Stroke = Brushes.Red,
                        //Fill =Brushes.White
                    };
                    this.canvas_1.Children.Add(rect);
                }
            }
        }
    }
    else
    {
    }
}

在上面的代码中，通过调用DoOCR()自定义函数返回了反序列化好的类，再依次把返回结果集中的每个矩形生成一个Rectangle图形类，它的left和top用Margin的方式来定义，width和height直接赋值即可，把这些Rectangle图形类的实例添加到canvas_1的Visual Tree里即可显示出来（这个就是WPF的好处啦，不用处理绘图事件，但性能不如用Graphics类直接绘图）。

按钮”Translate”的事件

点击Translate按钮的事件：

private async void btn_Translate_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    List<string> listTarget = await this.Translate();
    this.ShowTargetText(listTarget);
}

private async Task<List<string>> Translate()
{
    List<string> listSource = new List<string>();
    List<string> listTarget = new List<string>();
    if (this.Version == "OCR")
    {
        foreach (OcrResult.Region region in ocrResult.regions)
        {
            foreach (OcrResult.Line line in region.lines)
            {
                listSource.Add(line.TEXT);
                if (listSource.Count >= 25)
                {
                    List<string> listOutput = await CognitiveServiceAgent.DoTranslate(listSource, Language, "zh-Hans");
                    listTarget.AddRange(listOutput);
                    listSource.Clear();
                }
            }
        }
        if (listSource.Count > 0)
        {
            List<string> listOutput = await CognitiveServiceAgent.DoTranslate(listSource, Language, "zh-Hans");
            listTarget.AddRange(listOutput);
        }
    }
    return listTarget;
}
private void ShowTargetText(List<string> listTarget)
{
    int i = 0;
    foreach (OcrResult.Region region in ocrResult.regions)
    {
        foreach (OcrResult.Line line in region.lines)
        {
            string translatedLine = listTarget[i];
            Rectangle rect = new Rectangle()
            {
                Margin = new Thickness(line.BB[0], line.BB[1], 0, 0),
                Width = line.BB[2],
                Height = line.BB[3],
                Stroke = null,
                Fill =Brushes.White
            };
            this.canvas_2.Children.Add(rect);
            TextBlock tb = new TextBlock()
            {
                Margin = new Thickness(line.BB[0], line.BB[1], 0, 0),
                Height = line.BB[3],
                Width = line.BB[2],
                Text = translatedLine,
                FontSize = 16,
                TextWrapping = TextWrapping.Wrap,
                Foreground = Brushes.Red
            };
            this.canvas_2.Children.Add(tb);
            i++;
        }
    }
}

上面这段代码中，包含了两个函数：this.Translate()和this.ShowTargetText()。

我们先看第一个函数：最难理解的地方可能是有个“25“数字，这是因为Translate API允许一次提交多个字符串并一起返回结果，这样比你提交25次字符串要快的多。翻译好的结果按顺序放在listOutput里，供后面使用。

再看第二个函数：先根据原始文字的矩形区域，生成一些白色的实心矩形，把它们贴在右侧的目标图片上，达到把原始文字覆盖（扣去）的目的。然后再根据每个原始矩形生成一个TextBlock，设定好它的位置和尺寸，再设置好翻译后的结果(translatedLine)，这样就可以把中文文字贴到图上了。

选项按钮的事件

点击Radio Button的事件：

private void rb_V1_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    this.rb_Japanese.IsEnabled = true;
}
private void rb_V2_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    this.rb_English.IsChecked = true;
    this.rb_Japanese.IsChecked = false;
    this.rb_Japanese.IsEnabled = false;
}
private string GetLanguage()
{
    if (this.rb_English.IsChecked == true)
    {
        return "en";
    }
    else
    {
        return "ja";
    }
}
private string GetEngine()
{
    if (this.rb_V1.IsChecked == true)
    {
        return "OCR";
    }
    else
    {
        return "RecText";
    }
}

API数据访问部分

我们需要在CatroonTranslate工程中添加以下三个.cs文件：

CognitiveServiceAgent.cs
OcrResult.cs
TranslateResult.cs

与认知服务交互

CognitiveServiceAgent.cs文件完成与REST API交互的工作，包括调用OCR服务的和调用翻译服务的代码：

using Newtonsoft.Json;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Net.Http;
using System.Net.Http.Headers;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Web;

namespace CartoonTranslate
{
    class CognitiveServiceAgent
    {
        const string OcrEndPointV1 = "https://westcentralus.api.cognitive.microsoft.com/vision/v2.0/ocr?detectOrientation=true&language=";
        const string OcrEndPointV2 = "https://westcentralus.api.cognitive.microsoft.com/vision/v2.0/recognizeText?mode=Printed";
        const string VisionKey1 = "4c20ac56e1e7459a05e1497270022b";
        const string VisionKey2 = "97992f0987e4be6b5be132309b8e57";
        const string UrlContentTemplate = "{{\"url\":\"{0}\"}}";

        const string TranslateEndPoint = "https://api.cognitive.microsofttranslator.com/translate?api-version=3.0&from={0}&to={1}";
        const string TKey1 = "04023df3a4c499b1fc82510b48826c";
        const string TKey2 = "9f76381748549cb503dae4a0d80a80";

        public static async Task<List<string>> DoTranslate(List<string> text, string fromLanguage, string toLanguage)
        {
            try
            {
                using (HttpClient hc = new HttpClient())
                {
                    hc.DefaultRequestHeaders.Add("Ocp-Apim-Subscription-Key", TKey1);
                    string jsonBody = CreateJsonBodyElement(text);
                    StringContent content = new StringContent(jsonBody, Encoding.UTF8, "application/json");
                    string uri = string.Format(TranslateEndPoint, fromLanguage, toLanguage);
                    HttpResponseMessage resp = await hc.PostAsync(uri, content);
                    string json = await resp.Content.ReadAsStringAsync();
                    var ro = Newtonsoft.Json.JsonConvert.DeserializeObject<List<TranslateResult.Class1>>(json);
                    List<string> list = new List<string>();
                    foreach(TranslateResult.Class1 c in ro)
                    {
                        list.Add(c.translations[0].text);
                    }
                    return list;
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Debug.WriteLine(ex.Message);
                return null;
            }
        }

        private static string CreateJsonBodyElement(List<string> text)
        {
            var a = text.Select(t => new { Text = t }).ToList();
            var b = JsonConvert.SerializeObject(a);
            return b;
        }

        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        /// <param name="imageUrl"></param>
        /// <param name="language">en, ja, zh</param>
        /// <returns></returns>
        public static async Task<OcrResult.Rootobject> DoOCR(string imageUrl, string language)
        {
            try
            {
                using (HttpClient hc = new HttpClient())
                {
                    ByteArrayContent content = CreateHeader(hc, imageUrl);
                    var uri = OcrEndPointV1 + language;
                    HttpResponseMessage resp = await hc.PostAsync(uri, content);
                    string result = string.Empty;
                    if (resp.StatusCode == System.Net.HttpStatusCode.OK)
                    {
                        string json = await resp.Content.ReadAsStringAsync();
                        Debug.WriteLine(json);
                        OcrResult.Rootobject ro = Newtonsoft.Json.JsonConvert.DeserializeObject<OcrResult.Rootobject>(json);
                        return ro;
                    }
                }
                return null;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Debug.Write(ex.Message);
                return null;
            }
        }

        private static ByteArrayContent CreateHeader(HttpClient hc, string imageUrl)
        {
            hc.DefaultRequestHeaders.Add("Ocp-Apim-Subscription-Key", VisionKey1);
            string body = string.Format(UrlContentTemplate, imageUrl);
            byte[] byteData = Encoding.UTF8.GetBytes(body);
            var content = new ByteArrayContent(byteData);
            content.Headers.ContentType = new MediaTypeHeaderValue("application/json");
            return content;
        }
    }
}

其中，DoTranslate()函数和DoOCR()函数都是HTTP调用，很容易理解。只有CreateJsonBodyElement函数需要解释一下。前面提到过我们一次允许给服务器提交25个字符串做批量翻译，因此传进来的是个List<string>，经过这个函数的简单处理，会得到以下JSON格式的数据作为HTTP的Body：

// JSON Data as Body
[
        {“Text” : ”第1个字符串”},
        {“Text” : ”第2个字符串”},
        ……..
        {“Text” : ”第25个字符串”},
]

OCR服务的数据类定义

OcrResult.cs文件是OCR服务返回的JSON数据所对应的类，用于反序列化：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace CartoonTranslate.OcrResult
{
    public class Rootobject
    {
        public string language { get; set; }
        public string orientation { get; set; }
        public float textAngle { get; set; }
        public Region[] regions { get; set; }
    }

    public class Region
    {
        public string boundingBox { get; set; }
        public Line[] lines { get; set; }
    }

    public class Line
    {
        public string boundingBox { get; set; }
        public Word[] words { get; set; }

        public int[] BB { get; set; }
        public string TEXT { get; set; }


        public bool Convert()
        {
            CombineWordToSentence();
            return ConvertBBFromString2Int();
        }

        private bool ConvertBBFromString2Int()
        {
            string[] tmp = boundingBox.Split(new char[] { ',' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
            if (tmp.Length == 4)
            {
                BB = new int[4];
                for (int i = 0; i < 4; i++)
                {
                    int.TryParse(tmp[i], out BB[i]);
                }
                return true;
            }
            return false;
        }

        private void CombineWordToSentence()
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            foreach (Word word in words)
            {
                sb.Append(word.text);
            }
            this.TEXT = sb.ToString();
        }

    }

    public class Word
    {
        public string boundingBox { get; set; }
        public string text { get; set; }
    }
}

需要说明的是，服务器返回的boundingBox是个string类型，在后面使用起来不太方便，需要把它转换成整数，所以增加了CovertBBFromString2Int()函数。还有就是返回的是一个个的词(Word)，而不是一句话，所以增加了CombineWordToSentence()来把词连成句子。

翻译服务的数据类定义

TranslateResult.cs文件翻译服务返回的JSON所对应的类，用于反序列化：

namespace CartoonTranslate.TranslateResult
{
    public class Class1
    {
        public Translation[] translations { get; set; }
    }

    public class Translation
    {
        public string text { get; set; }
        public string to { get; set; }
    }
}

小提示：在VS2017中，这种类不需要手工键入，可以在Debug模式下先把返回的JSON拷贝下来，然后新建一个.cs文件，在里面用Paste Special从JSON直接生成类就可以了。