《Opencv》信用卡信息识别项目

news2025/1/8 23:56:43

一、项目介绍

二、数据材料介绍

1、模板图片（1张）

2、需要处理的信用卡图片（5张）

三、实现过程

1、导入需要用到的库

2、设置命令行参数

3、模板图像中数字的定位处理

4、信用卡图像处理

5、模板匹配

四、总结

一、项目介绍

项目的主要目标是实现信用卡号码和类型的识别。通过图像处理技术，从信用卡图像中提取出卡号，将每个数字与模板数字进行比对，从而得出信用卡号码。并根据卡号的第一位数字判断信用卡的类型。

二、数据材料介绍

1、模板图片（1张）

2、需要处理的信用卡图片（5张）

三、实现过程

1、导入需要用到的库

import numpy as np
import argparse
import cv2
import myutils

其中myutils模块为自己编写的工具模块，里面包含了对轮廓进行排序的函数以及自动变换图片大小的函数，内容如下：

"""myutil.py"""

import cv2

# 排序函数
def sort_contours(cnts, method='left-to-right'):
    # 初始化排序方向和索引
    reverse = False
    axis_index = 0  # 默认按 x 轴排序（从左到右或从右到左）
    # 根据排序方法设置排序方向和索引
    if method == 'right-to-left' or method == 'bottom-to-top':
        reverse = True  # 反向排序
    if method == 'top-to-bottom' or method == 'bottom-to-top':
        axis_index = 1  # 按 y 轴排序（从上到下或从下到上）
    # 计算每个轮廓的边界框
    bounding_boxes = [cv2.boundingRect(c) for c in cnts]
    # 将轮廓和边界框组合在一起
    combined = list(zip(cnts, bounding_boxes))
    # 根据边界框的坐标进行排序
    sorted_combined = sorted(combined, key=lambda x: x[1][axis_index], reverse=reverse)
    # 解包排序后的轮廓和边界框
    sorted_cnts = [item[0] for item in sorted_combined]
    sorted_bounding_boxes = [item[1] for item in sorted_combined]
    return sorted_cnts, sorted_bounding_boxes




# 变换图片大小的函数
def resize(image, width=None, height=None, inter=cv2.INTER_AREA):
    dim = None
    (h, w) = image.shape[:2]
    if width is None and height is None:
        return image
    if width is None:
        r = height / float(h)
        dim = (int(w * r), height)
    else:
        r = width / float(w)
        dim = (width, int(h * r))
    resized = cv2.resize(image, dim, interpolation=inter)
    #参数interpolation指定了在图像大小调整过程中如何处理像素插值的方法。cv2.INTER_AREA具体意味着使用面积插值方法。
    return resized

2、设置命令行参数

--image为信用卡图片
--template为模板图片

ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument('-i','--image',required=True,help='')
ap.add_argument('-t','--template',required=True,help='')
args = vars(ap.parse_args())

# 信用卡号码开头对应信用卡的类型
FIRST_NUMBER = {"3":"American Express",
                "4":"Visa",
                "5":"MasterCard",
                "6":"Discover Card"}
# 定义显示图片函数
def cv_show(name, image):
    cv2.imshow(name, image)
    cv2.waitKey(0)

3、模板图像中数字的定位处理

读取模板图像（包含 0-9 的数字）。
对模板图像进行灰度化、二值化处理。
使用轮廓检测提取每个数字的轮廓，并将每个数字裁剪出来，保存为模板。

"""模板图像中数字的定位处理"""
# img为模板图像
img = cv2.imread(args['template'])
cv_show('img',img)
# 灰度图
ref = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
cv_show('ref',ref)
# 二值化
ref = cv2.threshold(ref,10,255,cv2.THRESH_BINARY_INV)[1]
cv_show('ref',ref)
# 轮廓
refCnts = cv2.findContours(ref.copy(),cv2.RETR_EXTERNAL,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)[1]
cv2.drawContours(img,refCnts,-1,(0,0,255),2)
cv_show('img',img)
# 对轮廓进行从左到右排序
refCnts = myutils.sort_contours(refCnts,method="left-to-right")[0]
digits = {}
# 获取每个数字的信息
for (i,c) in enumerate(refCnts):
    (x,y,w,h) = cv2.boundingRect(c)
    roi = ref[y:y+h,x:x+w]
    roi = cv2.resize(roi,(57,88))
    digits[i] = roi
    cv_show('roi',roi)
print(len(digits))

4、信用卡图像处理

读取信用卡图像。
对信用卡图像进行灰度化、顶帽操作（去除背景）、闭操作（将数字连在一起）、自适应二值化等处理。
使用轮廓检测找到信用卡上的数字区域。

"""信用卡的图像处理"""
image = cv2.imread(args['image'])
cv_show('image',image)
# 变换图片大小
image = myutils.resize(image,width=300)
gray = cv2.cvtColor(image,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
cv_show('gray',gray)
# 设置核
rectKernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT,(9,3))
sqKernel = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_RECT,(5,5))
# 顶帽
tophat = cv2.morphologyEx(gray,cv2.MORPH_TOPHAT,rectKernel)
# 开运算
open = cv2.morphologyEx(gray,cv2.MORPH_OPEN,rectKernel)
cv_show('open',open)
cv_show('tophat',tophat)

# 找数字边框
# 闭操作，将数字连在一起
closeX = cv2.morphologyEx(tophat,cv2.MORPH_CLOSE,rectKernel)
cv_show('closeX',closeX)

# 自适应二值化
thresh = cv2.threshold(closeX,0,255,cv2.THRESH_BINARY | cv2.THRESH_OTSU)[1]
cv_show('thresh',thresh)

# 闭操作
thresh = cv2.morphologyEx(thresh,cv2.MORPH_CLOSE,sqKernel)
cv_show('thresh1',thresh)

# 计算轮廓
threshCnts = cv2.findContours(thresh.copy(),cv2.RETR_EXTERNAL,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)[1]
cnts = threshCnts
cur_img = image.copy()
cv2.drawContours(cur_img,cnts,-1,(0,0,255),3)
cv_show('img',cur_img)

# 遍历轮廓，找到数字部分
locs = [] # 存放每组数字的x,y,w,h
for (i,c) in enumerate(cnts):
    (x,y,w,h) = cv2.boundingRect(c)
    ar = w/float(h)
    if 2.5 < ar < 4.0:
        if (40 < w < 55) and (10 < h < 20):
            locs.append((x,y,w,h))
locs = sorted(locs,key=lambda x: x[0])

5、模板匹配

将信用卡图像中的每个数字区域与模板中的数字进行匹配，找到最相似的数字。
根据匹配结果识别信用卡号码。

output = []
# 遍历每一组数字
for (i,(gx,gy,gw,gh)) in enumerate(locs):
    groupOutput = []
    group = gray[gy-5:gy+gh+5,gx-5:gx+gw+5]
    cv_show('group',group)
    group = cv2.threshold(group,0,255,cv2.THRESH_BINARY | cv2.THRESH_OTSU)[1]
    cv_show("group",group)
    # 寻找每组数字的轮廓并根据顺序放入digitCnts
    digitCnts = cv2.findContours(group.copy(),cv2.RETR_EXTERNAL,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)[1]
    digitCnts = myutils.sort_contours(digitCnts)[0]

    for c in digitCnts:
        (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)

        """模板匹配，计算得分"""
        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)
            # minVal, maxVal, minLoc, maxLoc = cv2.minMaxLoc(src, mask=None)
            score = cv2.minMaxLoc(result)[1]
            scores.append(score)
        # 得到匹配分数最大值的索引
        groupOutput.append(str(np.argmax(scores)))
    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,(0,255,0),2)
    output.extend(groupOutput)

# 打印结果
print("信用卡类型:{}".format(FIRST_NUMBER[output[0]]))
print("信用卡号码:{}".format("".join(output)))
cv_show("Image",image)