Python+Opencv身份證號(hào)碼區(qū)域提取及識(shí)別實(shí)現(xiàn)
前端時(shí)間智能信息處理實(shí)訓(xùn),我選擇的課題為身份證號(hào)碼識(shí)別,對(duì)中華人民共和國公民身份證進(jìn)行識(shí)別,提取并識(shí)別其中的身份證號(hào)碼,將身份證號(hào)碼識(shí)別為字符串的形式輸出?,F(xiàn)在實(shí)訓(xùn)結(jié)束了將代碼發(fā)布出來供大家參考,識(shí)別的方式并不復(fù)雜,并加了一些注釋,如果有什么問題可共同討論。最后重要的事情說三遍:請(qǐng)勿直接抄襲,請(qǐng)勿直接抄襲,請(qǐng)勿直接抄襲!尤其是我的學(xué)弟學(xué)妹們,還是要自己做的,小心直接拿我的用被老師發(fā)現(xiàn)了挨批^_^。
實(shí)訓(xùn)環(huán)境:CentOS-7.5.1804 + Python-3.6.6 + Opencv-3.4.1
做測試用的照片以及數(shù)字識(shí)別匹配使用的模板(自制)提供給大家,通過查詢得到,身份證號(hào)碼使用的字體格式為OCR-B 10 BT格式,實(shí)訓(xùn)中用到的身份證圖片為訓(xùn)練測試圖片,有一部分是老師當(dāng)時(shí)直接給出的,還有一部分是我自己用自己身份證做的測試和從網(wǎng)上找到了一張,由于部分身份證號(hào)碼不是標(biāo)準(zhǔn)字體格式,對(duì)識(shí)別造成影響,所以有部分圖片我還提前ps了一下。




流程圖

前期處理的部分不在描述,流程圖和代碼注釋中都有。其實(shí)整個(gè)過程并不是很復(fù)雜,本來想過在數(shù)字識(shí)別方面用現(xiàn)成的一些方法,或者想要嘗試用到卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)然后做訓(xùn)練集來識(shí)別。后來在和老師交流的時(shí)候,老師給出建議可以嘗試使用特征點(diǎn)匹配或者其他類方法。根據(jù)最后數(shù)字分割出來單獨(dú)顯示的效果,想到了一個(gè)適合于我代碼情況的簡單方法。
建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)碼庫(利用上面自制模板數(shù)字分割后獲得),然后用每一個(gè)號(hào)碼圖片與庫中所有標(biāo)準(zhǔn)號(hào)碼圖片做相似度匹配,和哪一個(gè)模板相似度最高,則說明該圖片為哪一位號(hào)碼。在將模板號(hào)碼分割成功后,最關(guān)鍵的一步就是進(jìn)行相似度匹配。為提高匹配的精確度和效率,首先利用cv.resize()將前面被提取出的每位身份證號(hào)碼以及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)碼庫中的號(hào)碼做圖像大小調(diào)整,統(tǒng)一將圖像均調(diào)整為12x18像素的大小,圖像大小的選擇是經(jīng)過慎重的考慮的,如果太大則計(jì)算過程耗時(shí),如果過小則可能存在較大誤差。匹配的具體方案為:記錄需要識(shí)別的圖片與每個(gè)模板圖片中有多少位置的像素點(diǎn)相同,相同的越多,說明相似度越高,也就最有可能是某個(gè)號(hào)碼。最終將18位號(hào)碼都識(shí)別完成后,得到的具體的相似度矩陣。
具體代碼如下所示:
import cv2 as cv
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 將身份證號(hào)碼區(qū)域從身份證中提取出
def Extract(op_image, sh_image):
binary, contours, hierarchy = cv.findContours(op_image,
cv.RETR_TREE, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
contours.remove(contours[0])
max_x, max_y, max_w, max_h = cv.boundingRect(contours[0])
color = (0, 0, 0)
for c in contours:
x, y, w, h = cv.boundingRect(c)
cv.rectangle(op_image, (x, y), (x + w, y + h), color, 1)
cv.rectangle(sh_image, (x, y), (x + w, y + h), color, 1)
if max_w < w:
max_x = x
max_y = y
max_w = w
max_h = h
cut_img = sh_image[max_y:max_y+max_h, max_x:max_x+max_w]
cv.imshow("The recognized enlarged image", op_image)
cv.waitKey(0)
cv.imshow("The recognized binary image", sh_image)
cv.waitKey(0)
return cut_img
# 號(hào)碼內(nèi)部區(qū)域填充(未繼續(xù)是用此方法)
def Area_filling(image, kernel):
# The boundary image
iterate = np.zeros(image.shape, np.uint8)
iterate[:, 0] = image[:, 0]
iterate[:, -1] = image[:, -1]
iterate[0, :] = image[0, :]
iterate[-1, :] = image[-1, :]
while True:
old_iterate = iterate
iterate_dilation = cv.dilate(iterate, kernel, iterations=1)
iterate = cv.bitwise_and(iterate_dilation, image)
difference = cv.subtract(iterate, old_iterate)
# if difference is all zeros it will return False
if not np.any(difference):
break
return iterate
# 將身份證號(hào)碼區(qū)域再次切割使得一張圖片一位號(hào)碼
def Segmentation(cut_img, kernel, n):
#首先進(jìn)行一次號(hào)碼內(nèi)空白填充(效果不佳,放棄)
#area_img = Area_filling(cut_img, kernel)
#cv.imshow("area_img", area_img)
#cv.waitKey(0)
#dilate = cv.dilate(area_img, kernel, iterations=1)
#cv.imshow("dilate", dilate)
#cv.waitKey(0)
cut_copy = cut_img.copy()
binary, contours, hierarchy = cv.findContours(cut_copy, cv.RETR_TREE, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
contours.remove(contours[0])
for c in contours:
x, y, w, h = cv.boundingRect(c)
for i in range(h):
for j in range(w):
# 把首次用findContours()方法識(shí)別的輪廓內(nèi)區(qū)域置黑色
cut_copy[y + i, x + j] = 0
# cv.rectangle(cut_copy, (x, y), (x + w, y + h), color, 1)
cv.imshow("Filled image", cut_copy)
cv.waitKey(0)
# 嘗試進(jìn)行分割
binary, contours, hierarchy = cv.findContours(cut_copy, cv.RETR_TREE, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
#tmp_img = cut_img.copy()
# 如果識(shí)別的輪廓數(shù)量不是n+1位(首先是一個(gè)整個(gè)區(qū)域的輪廓,然后是n位號(hào)碼各自的輪廓,身份證和匹配模板分割均用此方法)
while len(contours)!=n+1:
if len(contours) < n+1:
# 如果提取的輪廓數(shù)量小于n+1, 說明可能有兩位數(shù)被識(shí)別到一個(gè)輪廓中,做一次閉運(yùn)算,消除數(shù)位之間可能存在的連接部分,然后再次嘗試提取
#cut_copy = cv.dilate(cut_copy, kernel, iterations=1)
cut_copy = cv.morphologyEx(cut_copy, cv.MORPH_CLOSE, kernel)
cv.imshow("cut_copy", cut_copy)
cv.waitKey(0)
# 再次嘗試提取身份證區(qū)域的輪廓并將輪廓內(nèi)區(qū)域用黑色覆蓋
binary, contours, hierarchy = cv.findContours(cut_copy, cv.RETR_TREE, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
# 去掉提取出的第一個(gè)輪廓(第一個(gè)輪廓為整張圖片)
contours.remove(contours[0])
for c in contours:
x, y, w, h = cv.boundingRect(c)
for i in range(h):
for j in range(w):
cut_copy[y + i, x + j] = 0
# cv.rectangle(cut_copy, (x, y), (x + w, y + h), color, 1)
cv.imshow("Filled image", cut_copy)
cv.waitKey(0)
#如果findContours()結(jié)果為n,跳出
if len(contours) == n:
break
elif len(contours) > n+1:
# 如果提取的輪廓數(shù)量大于n+1, 說明可能有一位數(shù)被識(shí)別到兩個(gè)輪廓中,做一次開運(yùn)算,增強(qiáng)附近身份證區(qū)域部分之間的連接部分,然后再次嘗試提取
#cut_copy = cv.erode(cut_copy, kernel, iterations=1)
cut_copy = cv.morphologyEx(cut_copy, cv.MORPH_OPEN, kernel2)
cv.imshow("cut_copy", cut_copy)
cv.waitKey(0)
#再次嘗試提取身份證區(qū)域的輪廓并將輪廓內(nèi)區(qū)域用黑色覆蓋
binary, contours, hierarchy = cv.findContours(cut_copy, cv.RETR_TREE, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
#去掉提取出的第一個(gè)輪廓(第一個(gè)輪廓為整張圖片)
contours.remove(contours[0])
for c in contours:
x, y, w, h = cv.boundingRect(c)
for i in range(h):
for j in range(w):
cut_copy[y + i, x + j] = 0
# cv.rectangle(cut_copy, (x, y), (x + w, y + h), color, 1)
#cv.imshow("cut_copy", cut_copy)
#cv.waitKey(0)
if len(contours) == n:
break
# 上述while()中循環(huán)完成后,處理的圖像基本滿足分割要求,進(jìn)行最后的提取分割
binary, contours, hierarchy = cv.findContours(cut_copy, cv.RETR_TREE, cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
contours.remove(contours[0])
color = (0, 0, 0)
for c in contours:
x, y, w, h = cv.boundingRect(c)
for i in range(h):
for j in range(w):
cv.rectangle(cut_copy, (x, y), (x + w, y + h), color, 1)
cv.rectangle(cut_img, (x, y), (x + w, y + h), color, 1)
cv.imshow("Filled image", cut_copy)
cv.waitKey(0)
cv.imshow("cut_img", cut_img)
cv.waitKey(0)
#print('number:', len(contours))
# Returns the result of the split
return contours
#return cut_img
# Sort排序方法,先將圖像分割,由于分割的先后順序不是按照從左往右,根據(jù)橫坐標(biāo)大小將每位身份證號(hào)碼圖片進(jìn)行排序
def sort(contours, image):
tmp_num = []
x_all = []
x_sort = []
for c in contours:
x, y, w, h = cv.boundingRect(c)
# 使用x坐標(biāo)來確定身份證號(hào)碼圖片的順序,把個(gè)圖片坐標(biāo)的x值放入x_sort中
x_sort.append(x)
# 建立一個(gè)用于索引x坐標(biāo)的列表
x_all.append(x)
tmp_img = image[y+1:y+h-1, x+1:x+w-1]
tmp_img = cv.resize(tmp_img, (40, 60))
cv.imshow("Number", tmp_img)
cv.waitKey(0)
# 將分割的圖片縮小至12乘18像素的大小,標(biāo)準(zhǔn)化同時(shí)節(jié)約模板匹配的時(shí)間
tmp_img = cv.resize(tmp_img, (12, 18))
tmp_num.append(tmp_img)
# 利用x_sort排序,用x_all索引,對(duì)身份證號(hào)碼圖片排序
x_sort.sort()
num_img = []
for x in x_sort:
index = x_all.index(x)
num_img.append(tmp_num[index])
# 返回排序后圖片列表
return num_img
# 圖像識(shí)別方法
def MatchImage(img_num, tplt_num):
# IDnum用于存儲(chǔ)最終的身份證字符串
IDnum = ''
# 身份證號(hào)碼18位
for i in range(18):
# 存儲(chǔ)最大相似度模板的索引以及最大相似度
max_index = 0
max_simil = 0
# 模板有1~9,0,X共11個(gè)
for j in range(11):
# 存儲(chǔ)身份證號(hào)碼圖片與模板之間的相似度
simil = 0
for y in range(18):
for x in range(12):
# 如果身份證號(hào)碼圖片與模板之間對(duì)應(yīng)位置像素點(diǎn)相同,simil 值自加1
if img_num[i][y,x] == tplt_num[j][y,x]:
simil+=1
if max_simil < simil:
max_index = j
max_simil = simil
print(str(simil)+' ',end='')
if max_index < 9:
IDnum += str(max_index+1)
elif max_index == 9:
IDnum += str(0)
else:
IDnum += 'X'
print()
return IDnum
# 最終效果展示
def display(IDnum, image):
image = cv.resize(image, (960, 90))
plt.figure(num='ID_Number')
plt.subplot(111), plt.imshow(image, cmap='gray'), plt.title(IDnum, fontsize=30), plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.show()
if __name__ == '__main__':
# 一共三張做測試用身份證圖像
path = 'IDcard01.jpg'
#path = 'IDcard02.png'
#path = 'IDcard.jpg'
id_card = cv.imread(path, 0)
cv.imshow('Original image', id_card)
cv.waitKey(0)
# 將圖像轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)大小
id_card = cv.resize(id_card,(1200, 820))
cv.imshow('Enlarged original image', id_card)
cv.waitKey(0)
# 圖像二值化
ret, binary_img = cv.threshold(id_card, 127, 255, cv.THRESH_BINARY)
cv.imshow('Binary image', binary_img)
cv.waitKey(0)
# RECTANGULAR
kernel = cv.getStructuringElement(cv.MORPH_RECT, (3, 3))
# RECTANGULAR
kernel2 = cv.getStructuringElement(cv.MORPH_DILATE, (5, 5))
#close_img = cv.morphologyEx(binary_img, cv.MORPH_CLOSE, kernel)
# The corrosion treatment connects the ID Numbers
erode = cv.erode(binary_img, kernel, iterations=10)
cv.imshow('Eroded image', erode)
cv.waitKey(0)
cut_img = Extract(erode, binary_img.copy())
cv.imshow("cut_img", cut_img)
cv.waitKey(0)
# 存儲(chǔ)最終分割的輪廓
contours = Segmentation(cut_img, kernel, 18)
# 對(duì)圖像進(jìn)行分割并排序
img_num = sort(contours, cut_img)
# 識(shí)別用的模板
tplt_path = '/home/image/Pictures/template.jpg'
tplt_img = cv.imread(tplt_path, 0)
#cv.imshow('Template image', tplt_img)
#cv.waitKey(0)
ret, binary_tplt = cv.threshold(tplt_img, 127, 255, cv.THRESH_BINARY)
cv.imshow('Binary template image', binary_tplt)
cv.waitKey(0)
# 與身份證相同的分割方式
contours = Segmentation(binary_tplt, kernel, 11)
tplt_num = sort(contours, binary_tplt)
# 最終識(shí)別出的身份證號(hào)碼
IDnum = MatchImage(img_num, tplt_num)
print('\nID_Number is:', IDnum)
# 圖片展示
display(IDnum, cut_img)
效果展示:

到此這篇關(guān)于Python+Opencv身份證號(hào)碼區(qū)域提取及識(shí)別實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python+Opencv身份證號(hào)碼區(qū)域提取及識(shí)別內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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