一起用Python做个车牌自动识别系统，好玩又实用！
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了一起用Python做个车牌自动识别系统，好玩又实用！相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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、自定义桌面动画挂件。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！
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桌面太单调？一起用Python做个自定义动态壁纸，竟然还可以放视频！