车辆图像中的车牌定位及字符分割算法研究.pdf-资料库

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车辆图像中的车牌定位及字符分割算法研究 ⑧ 重庆大学硕士学位论文 (学术学位) 学生姓名：古利超指导教师：李志敏副教授专业：仪器科学与技术学科门类：工学重庆大学光电工程学院二0一二年四月

Master’S Degree of Engineering— By Gu Li．chao Supervised by Ass．Prof．Li Zhimin

重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要汽车牌号作为车辆的身份证，也是交通管理中对车辆进行违章处罚、收费、登记等处理的唯一凭证。随着社会的发展和生活水平的提高，交通越来越发达，车牌号码的识别是交通管理实现智能化的关键。现在，车牌识别技术在交通管理的很多领域中得到广泛应用，但随着对交通管理的要求越来越高，对车牌识别技术进行深入地研究是很有必要的。本文在收集和分析近年来有关车牌定位和车牌字符分割算法的国内外文献基础上，对好的算法进行深入研究，并对其借鉴、加以改进。同时根据车牌的多个特征，运用图像处理技术对车辆图像进行处理，定位出目标车牌，分割出单个的车牌字符，为后面的单个车牌字符识别打下基础。本文的主要工作如下： ①提出了一种基于模糊判别的车牌定位方法。此方法的基本原理：首先，采用中值滤波对彩色车辆图像进行平滑处理；再用Prewitt算子检测、提取出车辆图像的边缘，既消除了一些噪声干扰，又保持了较完整的车牌边缘；同时将数学模糊理论应用于车辆图像处理中，结合车牌与车身颜色差异大、车牌字符和车牌底色的灰度跳变特点，对车辆图像进行模糊判别，去除了大部分车身干扰的同时，较好地保留了车牌区域；然后运用形态学腐蚀、膨胀运算处理车辆图像，寻找车牌的候选连通区域；最后根据车牌的多个特征，提取出最终的车牌区域； ②车牌字符分割首先，对定位后的彩色车牌图像进灰度化、二值化、统一背景处理：再平滑含有噪声干扰的车牌图像，对倾斜的车牌图像进行倾斜矫正处理，去除车牌的边框；然后采用连通域和投影相结合的车牌字符分割算法对车牌图像进行分割，提取出单个的车牌字符；最后对其进行归一化处理，统一各个字符的大小。并细化字符，提取每个字符的骨架，为后面单个字符识别中的字符特征提取做准备。本文是采用Visual C++6．0对车牌定位、字符分割算法进行了编程、仿真、验证。通过实验，结果表明本文提出的算法对车辆图像进行定位、字符分割处理，具有准确率高，运行速度快的特点。关键词：车牌定位，模糊判别，形态学，字符分割，倾斜矫正

ABSTRACT License plate number as the identity of vehicles，is the only evidence which a 仃撷c mallagement USeS to do the vehicle violation penalties，charges，registration·With the development of society and improvement of living standards，the traffic more and more deVeloped，and the license plate recognition is the key to realize the intelligent 舰mc management．Now,the license plate recognition technology has been widely used in manv fields of traffic management．As the increasingly high demand of the traffic management，the further research on the license plate recognition technology is necessar)，· This paper collects and analyzes the recent achievement of scholars about license Dlate location a11d character segmentation algorithm in and abroad in recent years·The algorithm for vehicle license plate location and character segmentation IS studied deeply． FIlnhennore，combined with license plate characters and image location technology,the paper locates the target license plate and segments the characters of license plate，laying tlle fourldation for the single plate character recognition．The main works of this paper are as follows： ①The paper presents a method of license plate location based on fuzzy i(1entification．First，use the median filter to smooth color vehicle image．Use the Prewitt extract vehicle image edge，eliminating some noise interference，and oDerator to maintaining a complete license plate edge．At the same time，combined with color difrerence of vehicle and license plate，license plate characters and the license plate back铲ound gray level j umping significantly,the fuzzy theory is applied to do vehicle license plate image，removing most of the body interference and retaining the license plate area．Then use the corrosion and expansion of morphology to do vehicle license plate image，looking for the candidate region．Finally combined with the features of license plate，determine the final license plate area． ②License plate characters segmentation First of all，use image processing technology to do color vehicle license plate after location，such as image graying，image binarization，uniform background，median filter，tilt correction processing，removing the license plate frame．Then use a character segmentation algorithm which combined with the connected domain and projection to do license plate image，extracting individual character．Finally using normalization and thinning，the sizes of various characters is

Ill

目录 1．3．2技术难点………………………………………………………………………………………4 1．4本课题的主要工作安排………………………………………………………………………．4 2．智能交通系统及相关知识介绍………………………………………………6 2．1智能交通系统概述………………………………………………………………………………．6 2．2车牌的自动识别系统…………………………………………………………………………7 2．2．1车辆图像采集…………………………………………………………………………………．8 2．2．2车牌识别………………………………………………………………………………………9 2．2．3车牌自动识别系统的性能指标……………………………………………………………．．13 3．基于模糊判别的车牌定位算法……………………………………………．．15 3．1常见车牌定位方法概述………………………………………………………………………15 3．1．1基于车辆灰度图像的定位方法……………………………………………………………．．1 5 3．1．2基于车辆彩色图像的定位方法………………………………………………………………17 3．2基于模糊判别的车牌定位方法……………………………………………………17 3．2．1车辆图像平滑处理…………………………………………………………………………．．19 3．2．2车辆图像的边缘检测…………………………………………………………………………23 3．213车牌模糊判别………………………………………………………………………………．．26 3．2．4形态学运算…………………………………………………………………………………．．29 3．2．4提取车牌区域………………………………………………………………………………．．32 3．3实验结果分析………………………………………………………………………………32 4车牌字符分割…………………………………………………………………．35 4．1车牌字符分割相关简介…………………………………………………………………．．35 4．1．1常用的字符分割方法…………………………………………………………………………35 4．1．2本文字符分割算法概述……………………………………………………………………．．37 IV

重庆大学硕士学位论文目录 4．2车牌预处理…………………………………………………………………………………38 4．2．1灰度化…………………………………………………………………………………………38 4．2．2：二值化处理…………………………………………………………………………………．．39 4．2．3倾斜矫正………………………………………………………………………………………4 l 4．2．4去边框…………………………………………………………………………………………43 4．3本文采用的字符分割方法…………………………………………………………………43 4．4单个字符归一化……………………………………………………………………………．46 4．5字符细化……………………………………………………………………………………．47 4．6实验结果分析……………………………………………………………………48 5总结与展望……………………………………………………………………．．50 5．1总结………………………………………………………………………………………………．50 5．2展望…………………………………………………………………………………………．50 致谢……………………………………………………………………………．．52 参考文献…………………………………………………………………………．．53 附录…………………………………………………………………………．．56 A．攻读硕士在校期间发表的论文……………………………………………………．56 V

重庆大学硕士学位论文 1绪论 1绪论本章节首先介绍选择本课题的研究背景及其现实意义，再概述车牌识别技术的国内外现状，并分析了车牌特征及技术难点，最后介绍了本课题的主要研究内容及论文的工作安排。 1．1研究背景及意义随着莠斗技的进步、经济的发展，人民生活水平的不断提高，汽车逐渐成为人们生活中不可缺少的一种代步工具。根据国家统计局发布的统计公报显示，截止 2011年末，我国的民用汽车拥有量已达10578万辆(其中包括低速货车、三轮汽车共1228万辆)，比上年增长16．4％。近几年来，城市快速发展，汽车数量也不断增多，给人们出行带来方便的同时，带来的交通问题也成为了社会问题。国家为解决这一问题，不仅从交通基础设施、道路建设等方面着手；还把计算机和通信技术应用于交通领域中，形成智能交通系统；政府还制定了相关的规划和政策，如国家的“863”计划、“十五”关于智能交通系统【lJ的研究报告。交通的智能化管理提高了交通管理的效率，让交通设施发挥更大的经济效益和社会效益。现在，如电子收费、电子警察、全球定位、事故管理等交通系统常常用于高速路口、港口、机场……汽车车牌自动识别系统是智能化交通管理的重要组成部分。车牌的自动识别技术是图像处理技术和计算机技术在交通领域实现智能化研究的重要课题之一。车牌的自动识别技术广泛应用于实际的交通管理系统中，如高速路口、港口、隧道等电子自动收费系统中；城市车辆管理中的被盗、违章、超速等进行车辆检测、记录和识别：对管制区、海关、边境等的车辆进行管理监控；对停车场的车辆进行智能化管理等。所以，车牌的自动识别技术在交通的智能化管理系统中的作用越来越大，有更为巨大的应用前景。车牌的自动识别系统就是应用于交通智能化管理系统的一个实际体现。它能够实时地对城市车牌进行检测、监控和管理，实现了智能交通的实时、高效性；它可以有效地减少人工操作的参与，节约了成本；它在一定程度上，杜绝了一些交通工作人员的违规、舞弊操作，解决了收费流失问题：它可以对城市车流进行检测、指导相关工作，减少交通拥堵现象。这就在一定程度上，解决了由交通引起的社会问题。车牌的识别系统由车牌定位、车牌字符分割、车牌字符识别三部分组成，而车牌定位和车牌字符分割是单个车牌字符识别的前提和基础。车牌定位和车牌字符分割的好坏直接影响车牌字符识别的正确率。所以，研究新的或改进已经有的车牌定位和车牌字符分割算法是很有必要的。

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