Opencv创建车牌图片识别系统方法详解

程序员文章站 2022-05-01 21:04:06

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目录
前言
包含功能
软件版本
软件架构
参考文档
效果图展示
车牌检测过程
图片车牌文字识别过程
部分核心代码
前言
这是一个基于spring boot + maven + opencv 实现的图像识别及训练的Demo项目

包含车牌识别、人脸识别等功能，贯穿样本处理、模型训练、图像处理、对象检测、对象识别等技术点

java语言的深度学习项目，在整个开源社区来说都相对较少；

拥有完整的训练过程、检测、识别过程的开源项目更是少之又少！！

包含功能
蓝、绿、黄车牌检测及车牌号码识别
网上常见的轮廓提取车牌算法JAVA实现
hsv色彩分割提取车牌算法JAVA实现
基于svm算法的车牌检测训练JAVA实现
基于ann算法的车牌号码识别训练JAVA实现
人脸检测接下来将实现人脸识别
图片处理工具，目前实现了HSV色彩切割，后续将添加更多使用的图片处理工具，用于辅助算法优化
软件版本
jdk 1.8.61+
maven 3.0+
opencv 4.0.1 ； javacpp1.4.4；opencv-platform 4.0.1-1.4.4
spring boot 2.1.5.RELEASE
yx-image-recognition 1.0.0版本
软件架构
B/S 架构，前端html + requireJS，后端java

数据库使用 sqlite3.0

接口文档使用swagger 2.0

参考文档
参考了EasyPR C++项目、以及fan-wenjie的EasyPR-Java项目；同时查阅了部分opencv官方4.0.1版本C++的源码，结合个人对java语言的理解，整理出当前项目

liuruoze/EasyPR

fan-wenjie/EasyPR-Java

opencv官方

效果图展示

车牌识别

黄牌识别

绿牌识别

夜间识别

图片提取工具

人脸识别

训练

接口文档

车牌检测过程
高斯模糊：

图像灰度化：

Sobel 算子：

图像二值化：

图像闭操作：

二值图像降噪：

提取外部轮廓：

外部轮廓筛选：

切图：

重置切图尺寸：

车牌检测结果:

图片车牌文字识别过程
车牌检测结果:

debug_char_threshold：

debug_char_clearLiuDing：

debug_specMat：

debug_chineseMat：

debug_char_auxRoi：

部分核心代码
package com.yuxue.service.impl;

import java.io.File;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.Vector;

import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.CvType;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;
import org.opencv.imgproc.Imgproc;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import com.alibaba.druid.util.StringUtils;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.google.common.collect.Lists;
import com.google.common.collect.Maps;
import com.google.common.collect.Sets;
import com.yuxue.constant.Constant;
import com.yuxue.entity.PlateFileEntity;
import com.yuxue.entity.TempPlateFileEntity;
import com.yuxue.enumtype.PlateColor;
import com.yuxue.mapper.PlateFileMapper;
import com.yuxue.mapper.TempPlateFileMapper;
import com.yuxue.service.PlateService;
import com.yuxue.util.FileUtil;
import com.yuxue.util.GenerateIdUtil;
import com.yuxue.util.PlateUtil;

@Service
public class PlateServiceImpl implements PlateService {


@Autowired
private PlateFileMapper plateFileMapper;

@Autowired
private TempPlateFileMapper tempPlateFileMapper;

static {
    System.loadLibrary(Core.NATIVE_LIBRARY_NAME);
}

@Override
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public Object refreshFileInfo() {
    File baseDir = new File(Constant.DEFAULT_DIR);
    if(!baseDir.exists() || !baseDir.isDirectory()) {
        return null;
    }
    List<TempPlateFileEntity> resultList = Lists.newArrayList();

    // 获取baseDir下第一层级的目录， 仅获取文件夹，不递归子目录，遍历
    List<File> folderList = FileUtil.listFile(baseDir, ";", false);
    folderList.parallelStream().forEach(folder -> {
        if(!folder.getName().equals("temp")) {
            // 遍历每一个文件夹， 递归获取文件夹下的图片
            List<File> imgList = FileUtil.listFile(folder, Constant.DEFAULT_TYPE, true);
            if(null != imgList && imgList.size() > 0) {
                imgList.parallelStream().forEach(n->{
                    TempPlateFileEntity entity = new TempPlateFileEntity();
                    entity.setFilePath(n.getAbsolutePath().replaceAll("\\\\", "/"));
                    entity.setFileName(n.getName());
                    entity.setFileType(n.getName().substring(n.getName().lastIndexOf(".") + 1));
                    resultList.add(entity);
                });
            }
        }
    });

    tempPlateFileMapper.turncateTable();
    tempPlateFileMapper.batchInsert(resultList);
    tempPlateFileMapper.updateFileInfo();
    return 1;
}

@Override
public Object recognise(String filePath, boolean reRecognise) {
    filePath = filePath.replaceAll("\\\\", "/");
    File f = new File(filePath);
    PlateFileEntity entity = null;

    Map<String, Object> paramMap = Maps.newHashMap();
    paramMap.put("filePath", filePath);
    List<PlateFileEntity> list= plateFileMapper.selectByCondition(paramMap);
    if(null == list || list.size() <= 0) {
        if(FileUtil.checkFile(f)) {
            entity = new PlateFileEntity();
            entity.setFileName(f.getName());
            entity.setFilePath(f.getAbsolutePath().replaceAll("\\\\", "/"));
            entity.setFileType(f.getName().substring(f.getName().lastIndexOf(".") + 1));
            plateFileMapper.insertSelective(entity);
        }
        reRecognise = true;
    } else {
        entity = list.get(0);
    }

    if(reRecognise || StringUtils.isEmpty(entity.getTempPath())) {
        doRecognise(f, entity); // 重新识别
        entity = plateFileMapper.selectByPrimaryKey(entity.getId()); // 重新识别之后，重新获取一下数据
    }
    // 查询debug文件
    if(!StringUtils.isEmpty(entity.getTempPath())) {
        Vector<String> debugFiles = new Vector<String>();
        FileUtil.getFiles(entity.getTempPath(), debugFiles);
        entity.setDebugFiles(debugFiles);
    }
    return entity;
}

@Override
public Object recogniseAll() {
    // 查询到还没有进行车牌识别的图片
    List<PlateFileEntity> list = plateFileMapper.getUnRecogniseList();
    list.parallelStream().forEach(n->{
        File f = new File(n.getFilePath());
        if(FileUtil.checkFile(f)) {
            doRecognise(f, n);
        }
    });
    return 1;
}

/**
 * 单张图片 车牌识别
 * 拷贝文件到临时目录
 * 过程及结果更新数据库
 * @param f
 * @param e
 * @return
 */
public Object doRecognise(File f, PlateFileEntity e) {
    if(!f.exists()) {
        return null;
    }

    String ct = GenerateIdUtil.getStrId();
    String targetPath = Constant.DEFAULT_TEMP_DIR + ct + (f.getName().substring(f.getName().lastIndexOf(".")));
    FileUtil.copyAndRename(f.getAbsolutePath(), targetPath); // 拷贝文件并且重命名

    // 创建临时目录， 存放过程图片
    String tempPath =  Constant.DEFAULT_TEMP_DIR + ct + "/";
    FileUtil.createDir(tempPath);
    e.setTempPath(tempPath);

    Boolean debug = false;
    Vector<Mat> dst = new Vector<Mat>();
    PlateUtil.getPlateMat(targetPath, dst, debug, tempPath);

    Set<String> plates = Sets.newHashSet();
    dst.stream().forEach(inMat -> {
        PlateColor color = PlateUtil.getPlateColor(inMat, true, false, tempPath);
        String plate = PlateUtil.charsSegment(inMat, color, debug, tempPath);
        plates.add("<" + plate + "," + color.desc + ">");
    });
    e.setRecoPlate(plates.toString());

    new File(targetPath).delete();  // 删除拷贝的临时文件
    plateFileMapper.updateByPrimaryKeySelective(e);
    return 1;
}

@Override
public Object getImgInfo(String imgPath) {
    Map<String, Object> result = Maps.newHashMap();
    String ct = GenerateIdUtil.getStrId();
    File f = new File(imgPath);
    if(f.exists()) {
        String targetPath = Constant.DEFAULT_TEMP_DIR + ct + (f.getName().substring(f.getName().lastIndexOf(".")));
        FileUtil.copyAndRename(f.getAbsolutePath(), targetPath);
        result.put("targetPath", targetPath);   // 返回临时路径给前端
        // 获取图片的基本信息
        Mat inMat = Imgcodecs.imread(targetPath);
        result.put("rows", inMat.rows());
        result.put("cols", inMat.cols());
    }
    return result;
}

@Override
public Object getHSVValue(String imgPath, Integer row, Integer col) {
    Map<String, Object> result = Maps.newHashMap();
    Mat inMat = Imgcodecs.imread(imgPath);

    double[] rgb = inMat.get(row, col);
    result.put("RGB", JSONObject.toJSONString(rgb));

    Mat dst = new Mat(inMat.rows(), inMat.cols(), CvType.CV_32FC3);
    Imgproc.cvtColor(inMat, dst, Imgproc.COLOR_BGR2HSV); // 转到HSV空间进行处理

    double[] hsv = dst.get(row, col);
    result.put("HSV", (int)hsv[0] + ", " + (int)hsv[1] + ", " + (int)hsv[2]);
    return result;
}

}
package com.znz.service.impl;

import com.znz.service.PlateTypeService;
import com.znz.entity.PlateTypeEntity;
import com.znz.mapper.PlateTypeMapper;

import com.github.pagehelper.PageHelper;
import com.github.pagehelper.PageInfo;

import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.List;

/**

服务实现层
@author znz
@date 2020-09-30T16:54:41.823
*/
@Service
public class PlateTypeServiceImpl implements PlateTypeService {

@Autowired
private PlateTypeMapper plateTypeMapper;

@Override
public PlateTypeEntity getByPrimaryKey(Integer id) {
```
 PlateTypeEntity entity = plateTypeMapper.selectByPrimaryKey(id);
 return entity;
```
}

@Override
public PageInfo<PlateTypeEntity> queryByPage(Integer pageNo, Integer pageSize, Map<String, Object> map) {
```
 PageHelper.startPage(pageNo, pageSize);
 PageInfo<PlateTypeEntity> page = new PageInfo(plateTypeMapper.selectByCondition(map));
 return page;
```
}

@Override
public List<PlateTypeEntity> queryByCondition(Map<String, Object> map) {
```
 return plateTypeMapper.selectByCondition(map);
```
}

@Override
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public Map<String, Object> save(PlateTypeEntity plateTypeEntity) {
```
 plateTypeEntity.setId(0);
 plateTypeMapper.insertSelective(plateTypeEntity);

 Map<String, Object> result = new HashMap<>();
 result.put("id" , plateTypeEntity.getId());
 return result;
```
}

@Override
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public Integer deleteById(Integer id){
```
 return plateTypeMapper.deleteByPrimaryKey(id);
```
}

@Override
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public Integer updateById(PlateTypeEntity plateTypeEntity) {
```
 if(null == plateTypeEntity || plateTypeEntity.getId() <= 0){
     return 0;
 }
 return plateTypeMapper.updateByPrimaryKeySelective(plateTypeEntity);
```
}

}
package com.znz.service.impl;

import com.github.pagehelper.PageHelper;
import com.github.pagehelper.PageInfo;
import com.google.common.collect.Lists;
import com.google.common.collect.Maps;
import com.znz.entity.SystemMenuEntity;
import com.znz.mapper.SystemMenuMapper;
import com.znz.service.SystemMenuService;

import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.transaction.annotation.Propagation;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**

服务实现层
@author znz

@date 2021-06-20 16:15:23
*/
@Service
public class SystemMenuServiceImpl implements SystemMenuService {

@Autowired
private SystemMenuMapper systemMenuMapper;

@Override
public SystemMenuEntity getByPrimaryKey(Integer id) {


 SystemMenuEntity entity = systemMenuMapper.selectByPrimaryKey(id);
 return entity;

}

@Override
public PageInfo<SystemMenuEntity> queryByPage(Integer pageNo, Integer pageSize, Map<String, Object> map) {


 PageHelper.startPage(pageNo, pageSize);
 PageInfo<SystemMenuEntity> page = new PageInfo(systemMenuMapper.selectByCondition(map));
 return page;

}

@Override
public List<SystemMenuEntity> queryByCondition(Map<String, Object> map) {

 return systemMenuMapper.selectByCondition(map);

}

@Override
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public Map<String, Object> save(SystemMenuEntity entity) {


 entity.setId(0);
 systemMenuMapper.insertSelective(entity);

 Map<String, Object> result = new HashMap<>();
 result.put("id" , entity.getId());
 return result;

}

@Override
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public Integer deleteById(Integer id){

 return systemMenuMapper.deleteByPrimaryKey(id);

}

@Override
@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
public Integer updateById(SystemMenuEntity systemMenuEntity) {


 if(null == systemMenuEntity || systemMenuEntity.getId() <= 0){
     return 0;
 }
 return systemMenuMapper.updateByPrimaryKeySelective(systemMenuEntity);

}

@Override
public Object getUserMenu() {


 Map<String, Object> map = Maps.newHashMap();
 map.put("showFlag", 1);
 List<SystemMenuEntity> menus = systemMenuMapper.selectByCondition(map);

 //按层级封装，最多三级
 Map<String, Object> result = Maps.newHashMap();

 result.put("first", menus.stream().filter(n -> {
     return n.getMenuLevel() == 1;
 }));
 result.put("second", menus.stream().filter(n -> {
     return n.getMenuLevel() == 2;
 }));
 result.put("third", menus.stream().filter(n -> {
     return n.getMenuLevel() == 3;
 }));
 return result;

}

}
package com.znz.service.impl;

import java.io.File;
import java.util.List;

import org.springframework.stereotype.Service;

import com.alibaba.druid.util.StringUtils;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.google.common.collect.Lists;
import com.znz.constant.Constant;
import com.znz.exception.ResultReturnException;
import com.znz.service.FileService;
import com.znz.util.FileUtil;

@Service
public class FileServiceImpl implements FileService {


@Override
public List<JSONObject> getFileTreeByDir(String rootPath, String dir, String typeFilter) {

    if(StringUtils.isEmpty(dir)){
        if(StringUtils.isEmpty(rootPath)){
            dir = Constant.DEFAULT_DIR;
        } else {
            dir = rootPath;
        }
    }
    if(StringUtils.isEmpty(typeFilter)){
        typeFilter = Constant.DEFAULT_TYPE;
    }

    File f = new File(dir);
    List<File> list = FileUtil.listFile(f, typeFilter, false);
    List<JSONObject> result = Lists.newArrayList();
    list.stream().forEach(n->{
        JSONObject jo = new JSONObject();
        jo.put("id", n.getAbsolutePath());
        jo.put("pid", n.getParentFile().getAbsolutePath());
        jo.put("filePath", n.getAbsolutePath());
        jo.put("fileName", n.getName());
        jo.put("isDir", n.isDirectory());
        result.add(jo);
    });
    return result;
}

@Override
public File readFile(String filePath) {

    File f = new File(filePath);
    if(!f.exists() || f.isDirectory()) {
        throw new ResultReturnException("filePath参数异常，找不到指定的文件: " + filePath);
    }

    if(!f.exists() || f.isDirectory()) {
        throw new ResultReturnException("读取图片异常：" + f.getName());
    }
    return f;
}

}
以上就是Opencv创建车牌图片识别系统方法详解的详细内容，更多关于Opencv车牌图片识别系统的资料请关注我们其它相关文章！

时间： 2022-01-05
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