基于Opencv實現車牌圖片識別系統(tǒng)

2022-03-02 10:05 作者:指南針畢業(yè)設計 0人讀過 | 我要投稿

這是一個基于spring boot + maven + opencv 實現的圖像識別及訓練的Demo項目
包含車牌識別、人臉識別等功能，貫穿樣本處理、模型訓練、圖像處理、對象檢測、對象識別等技術點
java語言的深度學習項目，在整個開源社區(qū)來說都相對較少；
擁有完整的訓練過程、檢測、識別過程的開源項目更是少之又少??！

包含功能

藍、綠、黃車牌檢測及車牌號碼識別
網上常見的輪廓提取車牌算法JAVA實現
hsv色彩分割提取車牌算法JAVA實現
基于svm算法的車牌檢測訓練JAVA實現
基于ann算法的車牌號碼識別訓練JAVA實現
人臉檢測?接下來將實現人臉識別
圖片處理工具，目前實現了HSV色彩切割，后續(xù)將添加更多使用的圖片處理工具，用于輔助算法優(yōu)化

操作界面

軟件版本

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

軟件架構

B/S 架構，前端html + requireJS，后端java
數據庫使用 sqlite3.0
接口文檔使用swagger 2.0

參考文檔

參考了EasyPR C++項目、以及fan-wenjie的EasyPR-Java項目；同時查閱了部分opencv官方4.0.1版本C++的源碼，結合個人對java語言的理解，整理出當前項目
liuruoze/EasyPR：https://gitee.com/easypr/EasyPR?_from=gitee_search
fan-wenjie/EasyPR-Java：?GitHub - fan-wenjie/EasyPR-Java: 車牌識別軟件EasyPR的Java版本
opencv官方：?Home - OpenCV

相關功能實現展示：

車牌識別

黃牌識別

綠牌識別

夜間識別

圖片提取工具

人臉識別

訓練

接口文檔

車牌檢測過程

高斯模糊：

圖像灰度化：

Sobel 算子：

圖像二值化：

圖像閉操作：

二值圖像降噪：

提取外部輪廓：

外部輪廓篩選：

切圖：

重置切圖尺寸：

車牌檢測結果:

圖片車牌文字識別過程

車牌檢測結果:

圖片車牌文字識別過程

debug_char_threshold：

debug_char_clearLiuDing：

debug_specMat：

debug_chineseMat：

debug_char_auxRoi：

部門核心代碼：

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;@Servicepublic 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(); ? ? ? ?// 獲取baseDir下第一層級的目錄，僅獲取文件夾，不遞歸子目錄，遍歷 ? ? ? ?List<File> folderList = FileUtil.listFile(baseDir, ";", false); ? ? ? ?folderList.parallelStream().forEach(folder -> { ? ? ? ? ? ?if(!folder.getName().equals("temp")) { ? ? ? ? ? ? ? ?// 遍歷每一個文件夾，遞歸獲取文件夾下的圖片 ? ? ? ? ? ? ? ?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); // 重新識別 ? ? ? ? ? ?entity = plateFileMapper.selectByPrimaryKey(entity.getId()); // 重新識別之后，重新獲取一下數據 ? ? ? ?} ? ? ? ?// 查詢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() { ? ? ? ?// 查詢到還沒有進行車牌識別的圖片 ? ? ? ?List<PlateFileEntity> list = plateFileMapper.getUnRecogniseList(); ? ? ? ?list.parallelStream().forEach(n->{ ? ? ? ? ? ?File f = new File(n.getFilePath()); ? ? ? ? ? ?if(FileUtil.checkFile(f)) { ? ? ? ? ? ? ? ?doRecognise(f, n); ? ? ? ? ? ?} ? ? ? ?}); ? ? ? ?return 1; ? ?} ? ? ? ? ? ?/** ? ? * 單張圖片車牌識別 ? ? * 拷貝文件到臨時目錄 ? ? * 過程及結果更新數據庫 ? ? * @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); // 拷貝文件并且重命名 ? ? ? ?// 創(chuàng)建臨時目錄，存放過程圖片 ? ? ? ?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(); ?// 刪除拷貝的臨時文件 ? ? ? ?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); ? // 返回臨時路徑給前端 ? ? ? ? ? ?// 獲取圖片的基本信息 ? ? ? ? ? ?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); // 轉到HSV空間進行處理 ? ? ? ?double[] hsv = dst.get(row, col); ? ? ? ?result.put("HSV", (int)hsv[0] + ", " + (int)hsv[1] + ", " + (int)hsv[2]); ? ? ? ?return result; ? ?} ? ? }

hljs">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;/** class="hljs-doctag">@author znz class="hljs-doctag">@date 2020-09-30T16:54:41.823 class="hljs-meta">@Servicepublic class PlateTypeServiceImpl implements PlateTypeService { ? ?@Autowired class="hljs-keyword">private PlateTypeMapper plateTypeMapper; ? ? class="hljs-meta">@Override class="hljs-keyword">public PlateTypeEntity getByPrimaryKey(Integer id) { ? ? ? ?PlateTypeEntity entity = plateTypeMapper.selectByPrimaryKey(id); ? ? ? ?return entity; class="hljs-meta">@Override class="hljs-keyword">public PageInfo<PlateTypeEntity> queryByPage(Integer pageNo, Integer pageSize, Map<String, Object> map) { pageSize); page = new PageInfo(plateTypeMapper.selectByCondition(map)); return page; class="hljs-meta">@Override class="hljs-keyword">public List<PlateTypeEntity> queryByCondition(Map<String, Object> map) { return plateTypeMapper.selectByCondition(map); class="hljs-meta">@Override class="hljs-meta">@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED) class="hljs-keyword">public Map<String, Object> save(PlateTypeEntity plateTypeEntity) { id="s0sssss00s" class="hljs-number">0); rtSelective(plateTypeEntity); Object> result = new HashMap<>(); class="hljs-string">"id" , plateTypeEntity.getId()); ? ? return result; class="hljs-meta">@Override class="hljs-meta">@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED) class="hljs-keyword">public Integer deleteById(Integer id){ return plateTypeMapper.deleteByPrimaryKey(id); class="hljs-meta">@Override class="hljs-meta">@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED) class="hljs-keyword">public Integer updateById(PlateTypeEntity plateTypeEntity) { ? ? if(null == plateTypeEntity || plateTypeEntity.getId() <= 0){ ? ? return 0; class="hljs-keyword">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;/**
 * 服務實現層
 * @author znz
 * @date 2021-06-20 16:15:23
 */@Servicepublic 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); ? ? ? ?
 ? ? ? ?//按層級封裝，最多三級
 ? ? ? ?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;@Servicepublic 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參數異常，找不到指定的文件: " + filePath);
 ? ? ? ?} ? ? ? ?if(!f.exists() || f.isDirectory()) { ? ? ? ? ? ?throw new ResultReturnException("讀取圖片異常：" + f.getName());
 ? ? ? ?} ? ? ? ?return f;
 ? ?}




}











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