一起用Python做个车牌自动识别系统，好玩又实用！ |
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一起用Python做个车牌自动识别系统，好玩又实用！
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前言 前段时间，用PyQt5写了两篇文章，关于Python自制一款炫酷音乐播放器。有粉丝问我，为什么要用PyQt5？之前没接触过PyQt5，能不能多分享一些这方面的开发案例？ 今天就继续给大家分享一个实战案例，带大家一起用Python的PyQt5开发一个车牌自动识别系统！ 代理云 - 注册送10000代理ip首先一起来看看最终实现的车牌识别系统效果图：  下面，我们就开始介绍如何实现这款自动车牌识别系统。 一、核心功能设计总体来说，我们首先要进行UI界面构建设计，根据车牌识别系统功能进行画面排版布局；其次我们的这款车牌识别系统的主要功能车辆图片读取识别显示、图片中车牌ROI区域获取、车牌识别结果输出显示。 对于结果输出显示，我们主要包含了读取图片名称、读取录入时间、识别车牌号码、识别车牌颜色、识别车牌所属地。最后我们还可以将车牌识别系统的数据信息导出本地存储。 拆解需求，大致可以整理出核心功能如下： UI设计排版布局左侧区域进行识别信息显示，包含图片名称、读取录入时间、识别车牌号码、识别车牌颜色、识别车牌所属地信息右侧可以分成3个区域，顶部区域包含窗体最小化，最大化，关闭功能；中间区域显示读取车辆图片；底部区域包含车牌显示区域、图片读取、车牌信息存储功能车牌识别通过读取图片进行车牌区域提取输出车牌自动识别结果输出车牌信息显示存储根据自动识别结果对车牌各类信息显示对录入识别的车辆车牌识别信息存储二、实现步骤1. UI设计排版布局根据车牌识别需要的功能，首先进行UI布局设计，我们这次还是使用的pyqt5。核心设计代码如下： # author：CSDN-Dragon少年 def setupUi(self, MainWindow): MainWindow.setObjectName("MainWindow") MainWindow.resize(1213, 670) MainWindow.setFixedSize(1213, 670) # 设置窗体固定大小 MainWindow.setToolButtonStyle(QtCore.Qt.ToolButtonIconOnly) self.centralwidget = QtWidgets.QWidget(MainWindow) self.centralwidget.setObjectName("centralwidget") self.scrollArea = QtWidgets.QScrollArea(self.centralwidget) self.scrollArea.setGeometry(QtCore.QRect(690, 40, 511, 460)) self.scrollArea.setWidgetResizable(True) self.scrollArea.setObjectName("scrollArea") self.scrollAreaWidgetContents = QtWidgets.QWidget() self.scrollAreaWidgetContents.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 500, 489)) self.scrollAreaWidgetContents.setObjectName("scrollAreaWidgetContents") self.label_0 = QtWidgets.QLabel(self.scrollAreaWidgetContents) self.label_0.setGeometry(QtCore.QRect(10, 10, 111, 20)) font = QtGui.QFont() font.setPointSize(11) self.label_0.setFont(font) self.label_0.setObjectName("label_0") self.label = QtWidgets.QLabel(self.scrollAreaWidgetContents) self.label.setGeometry(QtCore.QRect(10, 40, 481, 420)) self.label.setObjectName("label") self.label.setAlignment(Qt.AlignCenter) self.scrollArea.setWidget(self.scrollAreaWidgetContents) self.scrollArea_2 = QtWidgets.QScrollArea(self.centralwidget) self.scrollArea_2.setGeometry(QtCore.QRect(10, 10, 671, 631)) self.scrollArea_2.setWidgetResizable(True) self.scrollArea_2.setObjectName("scrollArea_2") self.scrollAreaWidgetContents_1 = QtWidgets.QWidget() self.scrollAreaWidgetContents_1.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 669, 629)) self.scrollAreaWidgetContents_1.setObjectName("scrollAreaWidgetContents_1") self.label_1 = QtWidgets.QLabel(self.scrollAreaWidgetContents_1) self.label_1.setGeometry(QtCore.QRect(10, 10, 111, 20)) font = QtGui.QFont() font.setPointSize(11) self.label_1.setFont(font) self.label_1.setObjectName("label_1") self.tableWidget = QtWidgets.QTableWidget(self.scrollAreaWidgetContents_1) self.tableWidget.setGeometry(QtCore.QRect(10, 40, 651, 581)) # 581)) self.tableWidget.setObjectName("tableWidget") self.tableWidget.setColumnCount(5) self.tableWidget.setColumnWidth(0, 140) # 设置1列的宽度 self.tableWidget.setColumnWidth(1, 130) # 设置2列的宽度 self.tableWidget.setColumnWidth(2, 110) # 设置3列的宽度 self.tableWidget.setColumnWidth(3, 90) # 设置4列的宽度 self.tableWidget.setColumnWidth(4, 181) # 设置5列的宽度 self.tableWidget.setHorizontalHeaderLabels(["图片名称", "录入时间", "车牌号码", "车牌类型", "车牌信息"]) self.tableWidget.setRowCount(self.RowLength) self.tableWidget.verticalHeader().setVisible(False) # 隐藏垂直表头) self.tableWidget.setEditTriggers(QAbstractItemView.NoEditTriggers) self.tableWidget.raise_() self.scrollArea_2.setWidget(self.scrollAreaWidgetContents_1) self.scrollArea_3 = QtWidgets.QScrollArea(self.centralwidget) self.scrollArea_3.setGeometry(QtCore.QRect(690, 510, 341, 131)) self.scrollArea_3.setWidgetResizable(True) self.scrollArea_3.setObjectName("scrollArea_3") self.scrollAreaWidgetContents_3 = QtWidgets.QWidget() self.scrollAreaWidgetContents_3.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 339, 129)) self.scrollAreaWidgetContents_3.setObjectName("scrollAreaWidgetContents_3") self.label_2 = QtWidgets.QLabel(self.scrollAreaWidgetContents_3) self.label_2.setGeometry(QtCore.QRect(10, 10, 111, 20)) font = QtGui.QFont() font.setPointSize(11) self.label_2.setFont(font) self.label_2.setObjectName("label_2") self.label_3 = QtWidgets.QLabel(self.scrollAreaWidgetContents_3) self.label_3.setGeometry(QtCore.QRect(10, 40, 321, 81)) self.label_3.setObjectName("label_3") self.scrollArea_3.setWidget(self.scrollAreaWidgetContents_3) self.scrollArea_4 = QtWidgets.QScrollArea(self.centralwidget) self.scrollArea_4.setGeometry(QtCore.QRect(1040, 510, 161, 131)) self.scrollArea_4.setWidgetResizable(True) self.scrollArea_4.setObjectName("scrollArea_4") self.scrollAreaWidgetContents_4 = QtWidgets.QWidget() self.scrollAreaWidgetContents_4.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 159, 129)) self.scrollAreaWidgetContents_4.setObjectName("scrollAreaWidgetContents_4") self.pushButton_2 = QtWidgets.QPushButton(self.scrollAreaWidgetContents_4) self.pushButton_2.setGeometry(QtCore.QRect(20, 50, 121, 31)) self.pushButton_2.setObjectName("pushButton_2") self.pushButton = QtWidgets.QPushButton(self.scrollAreaWidgetContents_4) self.pushButton.setGeometry(QtCore.QRect(20, 90, 121, 31)) self.pushButton.setObjectName("pushButton") self.label_4 = QtWidgets.QLabel(self.scrollAreaWidgetContents_4) self.label_4.setGeometry(QtCore.QRect(10, 10, 111, 20)) font = QtGui.QFont() font.setPointSize(11) self.label_4.setFont(font) self.label_4.setObjectName("label_4") self.scrollArea_4.setWidget(self.scrollAreaWidgetContents_4) MainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget) self.statusbar = QtWidgets.QStatusBar(MainWindow) self.statusbar.setObjectName("statusbar") MainWindow.setStatusBar(self.statusbar) self.retranslateUi(MainWindow) QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow) self.retranslateUi(MainWindow) QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow) self.pushButton.clicked.connect(self.__openimage) # 设置点击事件 self.pushButton.setStyleSheet('''QPushButton{background:#222225;border-radius:5px;}QPushButton:hover{background:#2B2B2B;}''') self.pushButton_2.clicked.connect(self.__writeFiles) # 设置点击事件 self.pushButton_2.setStyleSheet('''QPushButton{background:#222225;border-radius:5px;}QPushButton:hover{background:#2B2B2B;}''') self.retranslateUi(MainWindow) self.close_widget = QtWidgets.QWidget(self.centralwidget) self.close_widget.setGeometry(QtCore.QRect(1130, 0, 90, 50)) self.close_widget.setObjectName("close_widget") self.close_layout = QGridLayout() # 创建左侧部件的网格布局层 self.close_widget.setLayout(self.close_layout) # 设置左侧部件布局为网格 self.left_close = QPushButton("") # 关闭按钮 self.left_close.clicked.connect(self.close) self.left_visit = QPushButton("") # 空白按钮 self.left_visit.clicked.connect(MainWindow.big) self.left_mini = QPushButton("") # 最小化按钮 self.left_mini.clicked.connect(MainWindow.mini) self.close_layout.addWidget(self.left_mini, 0, 0, 1, 1) self.close_layout.addWidget(self.left_close, 0, 2, 1, 1) self.close_layout.addWidget(self.left_visit, 0, 1, 1, 1) self.left_close.setFixedSize(15, 15) # 设置关闭按钮的大小 self.left_visit.setFixedSize(15, 15) # 设置按钮大小 self.left_mini.setFixedSize(15, 15) # 设置最小化按钮大小 self.left_close.setStyleSheet( '''QPushButton{background:#F76677;border-radius:5px;}QPushButton:hover{background:red;}''') self.left_visit.setStyleSheet( '''QPushButton{background:#F7D674;border-radius:5px;}QPushButton:hover{background:yellow;}''') self.left_mini.setStyleSheet( '''QPushButton{background:#6DDF6D;border-radius:5px;}QPushButton:hover{background:green;}''') QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow) self.ProjectPath = os.getcwd() # 获取当前工程文件位置 self.scrollAreaWidgetContents.setStyleSheet(sc) self.scrollAreaWidgetContents_3.setStyleSheet(sc) self.scrollAreaWidgetContents_4.setStyleSheet(sc) b = ''' color:white; background:#2B2B2B; ''' self.label_0.setStyleSheet(b) self.label_1.setStyleSheet(b) self.label_2.setStyleSheet(b) self.label_3.setStyleSheet(b) MainWindow.setWindowOpacity(0.95) # 设置窗口透明度 MainWindow.setAttribute(Qt.WA_TranslucentBackground) MainWindow.setWindowFlag(Qt.FramelessWindowHint) # 隐藏边框 # author：CSDN-Dragon少年 def retranslateUi(self, MainWindow): _translate = QtCore.QCoreApplication.translate MainWindow.setWindowTitle(_translate("MainWindow", "车牌识别系统")) self.label_0.setText(_translate("MainWindow", "原始图片：")) self.label.setText(_translate("MainWindow", "")) self.label_1.setText(_translate("MainWindow", "识别结果：")) self.label_2.setText(_translate("MainWindow", "车牌区域：")) self.label_3.setText(_translate("MainWindow", "")) self.pushButton.setText(_translate("MainWindow", "打开文件")) self.pushButton_2.setText(_translate("MainWindow", "导出数据")) self.label_4.setText(_translate("MainWindow", "事件：")) self.scrollAreaWidgetContents_1.show()UI实现效果如下：  2. 车牌识别接下来我们需要实现两个核心功能，包括获取车牌ROI区域和车牌自动识别功能。 车牌ROI区域提取： 根据读取的车辆图片，预处理进行车牌ROI区域提取，主要通过Opencv的图像处理相关知识点来完成。主要包括对图像去噪、二值化、边缘轮廓提取、矩形区域矫正、蓝绿黄车牌颜色定位识别。核心代码如下： # author：CSDN-Dragon少年 # 预处理 def pretreatment(self, car_pic): if type(car_pic) == type(""): img = self.__imreadex(car_pic) else: img = car_pic pic_hight, pic_width = img.shape[:2] if pic_width > self.MAX_WIDTH: resize_rate = self.MAX_WIDTH / pic_width img = cv2.resize(img, (self.MAX_WIDTH, int(pic_hight * resize_rate)), interpolation=cv2.INTER_AREA) # 图片分辨率调整 blur = self.cfg["blur"] # 高斯去噪 if blur > 0: img = cv2.GaussianBlur(img, (blur, blur), 0) oldimg = img img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) kernel = np.ones((20, 20), np.uint8) img_opening = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_OPEN, kernel) # 开运算 img_opening = cv2.addWeighted(img, 1, img_opening, -1, 0); # 与上一次开运算结果融合 # cv2.imshow('img_opening', img_opening) # 找到图像边缘 ret, img_thresh = cv2.threshold(img_opening, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU) # 二值化 img_edge = cv2.Canny(img_thresh, 100, 200) # cv2.imshow('img_edge', img_edge) # 使用开运算和闭运算让图像边缘成为一个整体 kernel = np.ones((self.cfg["morphologyr"], self.cfg["morphologyc"]), np.uint8) img_edge1 = cv2.morphologyEx(img_edge, cv2.MORPH_CLOSE, kernel) # 闭运算 img_edge2 = cv2.morphologyEx(img_edge1, cv2.MORPH_OPEN, kernel) # 开运算 # cv2.imshow('img_edge2', img_edge2) # cv2.imwrite('./edge2.png', img_edge2) # 查找图像边缘整体形成的矩形区域，可能有很多，车牌就在其中一个矩形区域中 image, contours, hierarchy = cv2.findContours(img_edge2, cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) contours = [cnt for cnt in contours if cv2.contourArea(cnt) > self.Min_Area] # 逐个排除不是车牌的矩形区域 car_contours = [] for cnt in contours: # 框选 生成最小外接矩形 返回值（中心(x,y), (宽,高), 旋转角度） rect = cv2.minAreaRect(cnt) # print('宽高:',rect[1]) area_width, area_height = rect[1] # 选择宽大于高的区域 if area_width < area_height: area_width, area_height = area_height, area_width wh_ratio = area_width / area_height # print('宽高比：',wh_ratio) # 要求矩形区域长宽比在2到5.5之间，2到5.5是车牌的长宽比，其余的矩形排除 if wh_ratio > 2 and wh_ratio < 5.5: car_contours.append(rect) box = cv2.boxPoints(rect) box = np.int0(box) # 矩形区域可能是倾斜的矩形，需要矫正，以便使用颜色定位 card_imgs = [] for rect in car_contours: if rect[2] > -1 and rect[2] < 1: # 创造角度，使得左、高、右、低拿到正确的值 angle = 1 else: angle = rect[2] rect = (rect[0], (rect[1][0] + 5, rect[1][1] + 5), angle) # 扩大范围，避免车牌边缘被排除 box = cv2.boxPoints(rect) heigth_point = right_point = [0, 0] left_point = low_point = [pic_width, pic_hight] for point in box: if left_point[0] > point[0]: left_point = point if low_point[1] > point[1]: low_point = point if heigth_point[1] < point[1]: heigth_point = point if right_point[0] < point[0]: right_point = point if left_point[1] right_point[1]: # 负角度 new_left_point = [left_point[0], heigth_point[1]] pts2 = np.float32([new_left_point, heigth_point, right_point]) # 字符只是高度需要改变 pts1 = np.float32([left_point, heigth_point, right_point]) M = cv2.getAffineTransform(pts1, pts2) dst = cv2.warpAffine(oldimg, M, (pic_width, pic_hight)) self.__point_limit(right_point) self.__point_limit(heigth_point) self.__point_limit(new_left_point) card_img = dst[int(right_point[1]):int(heigth_point[1]), int(new_left_point[0]):int(right_point[0])] card_imgs.append(card_img) #使用颜色定位，排除不是车牌的矩形，目前只识别蓝、绿、黄车牌 colors = [] for card_index, card_img in enumerate(card_imgs): green = yellow = blue = black = white = 0 try: # 有转换失败的可能，原因来自于上面矫正矩形出错 card_img_hsv = cv2.cvtColor(card_img, cv2.COLOR_BGR2HSV) except: print('BGR转HSV失败') card_imgs = colors = None return card_imgs, colors if card_img_hsv is None: continue row_num, col_num = card_img_hsv.shape[:2] card_img_count = row_num * col_num # 确定车牌颜色 for i in range(row_num): for j in range(col_num): H = card_img_hsv.item(i, j, 0) S = card_img_hsv.item(i, j, 1) V = card_img_hsv.item(i, j, 2) if 11 < H 34: # 图片分辨率调整 yellow += 1 elif 35 < H 34: # 图片分辨率调整 green += 1 elif 99 < H 34: # 图片分辨率调整 blue += 1 if 0 < H < 180 and 0 < S < 255 and 0 < V < 46: black += 1 elif 0 < H < 180 and 0 < S < 43 and 221 < V < 225: white += 1 color = "no" # print('黄：{: |
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