利用OpenCV所学的简单基础(点我进入),制作一个识别银行卡号的程序。
也可以由深度学习来完成这个任务,具体可以参考:
import argparse
import cv2
import myutils
from imutils import contours
import numpy as np
# 设置参数
ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("-i", "--image", required=True,
help="path to input image")
ap.add_argument("-t", "--template", required=True,
help="path to template OCR-A image")
args = vars(ap.parse_args())
# 指定信用卡类型
FIRST_NUMBER = {
"3": "American Express",
"4": "Visa",
"5": "MasterCard",
"6": "Discover Card"
}
# 绘图展示
def cv_show(name, img):
cv2.imshow(name, img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
# 读取一个模板图像
img = cv2.imread(args["template"])
cv_show('img', img)
# 灰度图
ref = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
cv_show('ref', ref)
# 二值图像
ref = cv2.threshold(ref, 10, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV)[1]
cv_show('ref', ref)
# cv2.findContours()函数接受的参数为二值图,即黑白的(不是灰度图),cv2.RETR_EXTERNAL只检测外轮廓,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE只保留终点坐标
# 返回的list中每个元素都是图像中的一个轮廓
refCnts, hierarchy = cv2.findContours(ref.copy(), cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
cv2.drawContours(img, refCnts, -1, (0, 0, 255), 3)
cv_show('img', img)
print(np.array(refCnts).shape)
refCnts = myutils.sort_contours(refCnts, method="left-to-right")[0] # 排序,从左到右,从上到下
digits = {}
# 遍历每一个轮廓
for (i, c) in enumerate(refCnts):
# 计算外接矩形并且resize成合适大小
(x, y, w, h) = cv2.boundingRect(c)
roi = ref[y:y + h, x:x + w]
roi = cv2.resize(roi, (57, 88))
# 每一个数字对应每一个模板
digits[i] = roi
模板轮廓用红色画出, 且用cv2.boundingRect
画出外接矩阵,并用for循环截取每个数字的外接矩阵并保存列表digits中:
# 初始化卷积核
rectKernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (9, 3))
sqKernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT, (5, 5))
# 读取输入图像,预处理
image = cv2.imread(args["image"])
cv_show('image', image)
image = myutils.resize(image, width=300)
gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
cv_show('gray', gray)
原图展示:
做缩小尺寸操作后灰度图处理:
随后使用到礼帽操作,突出更明亮的区域,原因是开运算可以消除暗背景下的高亮区域,那么如果用原图减去开运算结果就可以得到原图中灰度较亮的区域,所以又称白顶帽变换。
tophat = cv2.morphologyEx(gray, cv2.MORPH_TOPHAT, rectKernel)
cv_show('tophat', tophat)
随后使用到Sobel算子,保留颜色的转变的梯度。
gradX = cv2.Sobel(tophat, ddepth=cv2.CV_32F, dx=1, dy=0, # ksize=-1相当于用3*3的
ksize=-1)
gradX = np.absolute(gradX)
(minVal, maxVal) = (np.min(gradX), np.max(gradX))
gradX = (255 * ((gradX - minVal) / (maxVal - minVal)))
gradX = gradX.astype("uint8")
Sobel算子处理:
通过闭操作(先膨胀,再腐蚀)将数字连在一起,呈现出图正中间的数字区域(四个方块状) ,方便定位数字区域。
gradX = cv2.morphologyEx(gradX, cv2.MORPH_CLOSE, rectKernel)
cv_show('gradX', gradX)
# THRESH_OTSU会自动寻找合适的阈值,适合双峰,需把阈值参数设置为0
thresh = cv2.threshold(gradX, 0, 255,
cv2.THRESH_BINARY | cv2.THRESH_OTSU)[1]
cv_show('thresh', thresh)
# 再来一个闭操作
thresh = cv2.morphologyEx(thresh, cv2.MORPH_CLOSE, sqKernel) # 再来一个闭操作
cv_show('thresh', thresh)
thresh
二值化后结果图片,出现数字的四个方格,但所需的四个方格都不是很完美,中间没有闭合,所以继续闭操作:
第二次闭合操作,发现缩小了一些,还可以更多几次的闭合操作,使得四个方格中心更少点黑色区域,后续就可以计算轮廓了。
计算轮廓
threshCnts, hierarchy = cv2.findContours(thresh.copy(), cv2.RETR_EXTERNAL,
cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
cnts = threshCnts
cur_img = image.copy()
cv2.drawContours(cur_img, cnts, -1, (0, 0, 255), 3)
cv_show('img', cur_img)
locs = []
# 遍历轮廓
for (i, c) in enumerate(cnts):
# 计算矩形
(x, y, w, h) = cv2.boundingRect(c)
ar = w / float(h)
# 选择合适的区域,根据实际任务来,这里的基本都是四个数字一组
if 2.5 < ar < 4.0:
if (40 < w < 55) and (10 < h < 20):
# 符合的留下来
locs.append((x, y, w, h))
# 将符合的轮廓从左到右排序
locs = sorted(locs, key=lambda x: x[0])
output = []
# 遍历每一个轮廓中的数字
for (i, (gX, gY, gW, gH)) in enumerate(locs):
# initialize the list of group digits
groupOutput = []
# 根据坐标提取每一个组
group = gray[gY - 5:gY + gH + 5, gX - 5:gX + gW + 5]
cv_show('group', group)
# 预处理
group = cv2.threshold(group, 0, 255,
cv2.THRESH_BINARY | cv2.THRESH_OTSU)[1]
cv_show('group', group)
# 计算每一组的轮廓
digitCnts, hierarchy = cv2.findContours(group.copy(), cv2.RETR_EXTERNAL,
cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
digitCnts = contours.sort_contours(digitCnts,
method="left-to-right")[0]
# 计算每一组中的每一个数值
for c in digitCnts:
# 找到当前数值的轮廓,resize成合适的的大小
(x, y, w, h) = cv2.boundingRect(c)
roi = group[y:y + h, x:x + w]
roi = cv2.resize(roi, (57, 88))
cv_show('roi', roi)
# 计算匹配得分
scores = []
# 在模板中计算每一个得分
for (digit, digitROI) in digits.items():
# 模板匹配
result = cv2.matchTemplate(roi, digitROI,
cv2.TM_CCOEFF)
(_, score, _, _) = cv2.minMaxLoc(result)
scores.append(score)
# 得到最合适的数字
groupOutput.append(str(np.argmax(scores)))
# 画出来
cv2.rectangle(image, (gX - 5, gY - 5),
(gX + gW + 5, gY + gH + 5), (0, 0, 255), 1)
cv2.putText(image, "".join(groupOutput), (gX, gY - 15),
cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.65, (0, 0, 255), 2)
# 得到结果
output.extend(groupOutput)
利用长宽比来筛选四个数值区域,筛选后利用轮廓操作求出所有数值区域,并且利用求出的轮廓做外接矩形框操作。第二步裁剪出每个数值区域的图像做二值化,继续提取轮廓操作后求外接矩形框(同上操作步骤),裁剪出单个数值与模板中的 0 − 9 0-9 0−9做模板匹配,求出得分最高的数值即可完成第一轮的识别,一共数值分为四个部分,后续的3个部分同上操作即可全部求出。
print("Credit Card Type: {}".format(FIRST_NUMBER[output[0]]))
print("Credit Card #: {}".format("".join(output)))
cv2.imshow("Image", image)
cv2.waitKey(0)
(189, 300)
Credit Card Type: Visa
Credit Card #: 4000123456789010
至此就完成了利用OpenCV识别银行卡号的任务,该任务属于OCR任务。可以利用深度学习来完成这个任务,具体可以参考: