数字图像处理车牌识别课程设计matlab实现附源代码.doc-资料库

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精品实验项目字符识别预处理的设计与实现专业：电子信息工程姓名：高勇学号：2010021204 指导老师：郑蕊蕊 1

目录一、二、三、四、五、六、实验类型：设计性实验 ....................................................................................................3 实验目的............................................................................................................................ 3 实验设备：扫描仪、安装有 MATLAB 软件的计算机 ................................................... 3 实验内容及原理................................................................................................................3 （1）字符图像的获取 .............................................................................................................. 3 （2）字符图像预处理 .............................................................................................................. 3 （3）字符图像分割 .................................................................................................................. 3 （4）函数的作用 ...................................................................................................................... 4 实验步骤............................................................................................................................ 8 1.载入车牌图像： .................................................................................................................... 8 2.将彩图转换为灰度图并绘制直方图： ................................................................................9 3. 用 roberts 算子进行边缘检测：....................................................................................10 4.图像实施腐蚀操作： ..........................................................................................................10 5.平滑图像 .............................................................................................................................. 11 6. 删除二值图像的小对象 ....................................................................................................12 7.车牌定位 .............................................................................................................................. 12 8.字符分割与识别 .................................................................................................................. 14 9.车牌识别： .......................................................................................................................... 20 思考题.............................................................................................................................. 27 2

一、实验类型：设计性实验二、实验目的 1. 掌握图像的获取、预处理和分割的原理及 MATLAB 实现方法。 2. 掌握使用扫描仪和计算机获取数字图像的方法，理解扫描仪的原理。 3. 自学一种字符图像的分割算法并用 MATLAB 编程实现该算法。三、实验设备：扫描仪、安装有 MATLAB 软件的计算机四、实验内容及原理（1）字符图像的获取用扫描仪获取图像是字符图像处理常用的数字化过程的方法之一。以办公设备中常用的台式扫描仪为例，其主要性能指标有 x、y 方向的分辨率、色彩分辨率（色彩位数）、扫描幅面和接口方式等，这些指标都可以从扫描仪的说明手册中获得。分辨率的单位是 dpi（Dot Per Inch），意思是每英寸的像素点数。扫描仪工作时，首先由可移动带状光源将光线照在欲输入的图稿上，并沿 y 方向扫描稿件，产生表示图像特征的反射光或透射光。照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿 x 方向的光带，经光学系统采集和过滤成 RGB 三色光带分别照射到 RGB 分量的 CCD 上，CCD 将光信号转换为模拟电信号。内部电路的 A/D 变换器将模拟电信号转变为数字电子信号输送给计算机。将稿件全部扫描一遍，一幅完整的图像就输入到计算机中去了。（2）字符图像预处理根据扫描仪扫描的文档实际情况，有选择地用 MATLAB 编程实现字符图像倾斜校正、滤波、灰度化、二值化和归一化等图像预处理。根据具体需要，还可进行图像的正交变换、边缘提取、形态学和图像细化等操作。（3）字符图像分割通过查找资料，自学字符图像分割的常用算法，根据原始扫描图像的实际情况，设计一种字符图像分割的方法并用 MATLAB 编程实现，并绘制流程图。车辆字符分割图像采集图像预处理字符识别车牌的定位 3 输出车牌号码

图 1 流程图（4）函数的作用 1.Imerode 功能：对图像实现腐蚀操作，即膨胀操作的反操作。用法：IM2 = imerode(IM,SE) IM2 = imerode(IM,NHOOD) IM2 = imerode(IM,SE,PACKOPT,M) IM2 = imerode(...,PADOPT) IM2 = imerode(IM,SE) 腐蚀灰度，二值，压缩二值图像 IM，返回 IM2。参数 SE 为由 strel 函数返回的结构元素或者结构元素对象组。 IM2 = imerode(IM,NHOOD)腐蚀图像 IM，这里 NHOOD 是定义结构元素邻域 0 和 1 的矩阵。 IM2 = imerode(...,PADOPT)指出输出图像的大小（是否与输入图像大小一致）。 2.imdilate 功能：对图像实现膨胀操作。用法：IM2 = imdilate(IM,SE) IM2 = imdilate(IM,NHOOD) IM2 = imdilate(IM,SE,PACKOPT) IM2 = imdilate(...,PADOPT) IM2 = imdilate(IM,SE) 膨胀灰度，二值，压缩二值图像 IM，返回 IM2。参数 SE 为由 strel 函数返回的结构元素或者结构元素对象组。 IM2 = imdilate(IM,NHOOD)膨胀图像 IM，这里 NHOOD 是定义结构元素邻域 0 和 1 的矩阵。 IM2 = imdilate(IM,SE,PACKOPT)定义 IM 是否是一个压缩的二值图像。 IM2 = imdilate(...,PADOPT)指出输出图像的大小。 3.strel 4

功能：用于膨胀腐蚀及开闭运算等操作的结构元素对象(本论坛随即对膨胀腐蚀等操作进行讲解)。用法：SE = strel(shape,parameters) 创建由指定形状 shape 对应的结构元素。其中 shape 的种类有 ‘arbitrary'，'pair'，'diamond'，'periodicline'，'disk'，'rectangle' 'line'，'square'，'octagon 参数 parameters 一般控制 SE 的大小。 4.edge BW = edge(I) 采用灰度或一个二值化图像 I 作为它的输入，并返回一个与 I 相同大小的二值化图像 BW，在函数检测到边缘的地方为 1，其他地方为 0。 BW = edge(I,'sobel') 自动选择阈值用 Sobel 算子进行边缘检测。 BW = edge(I,'sobel',thresh) 根据所指定的敏感度阈值 thresh，用 Sobel 算子进行边缘检测，它忽略了所有小于阈值的边缘。当 thresh 为空时，自动选择阈值。 BW = edge(I,'sobel',thresh,direction) 根据所指定的敏感度阈值 thresh，在所指定的方向 direction 上，用 Sobel 算子进行边缘检测。 Direction 可取的字符串值为 horizontal(水平方向)、vertical(垂直方向)或 both(两个方向)。 [BW,thresh] = edge(I,'sobel',...) 返回阈值 BW = edge(I,'prewitt') 自动选择阈值用 prewitt 算子进行边缘检测。 BW = edge(I,'prewitt',thresh) 根据所指定的敏感度阈值 thresh，用 prewitt 算子进行边缘检测，它忽略了所有小于阈值的边缘。当 thresh 为空时，自动选择阈值。 BW = edge(I,'prewitt',thresh,direction) 根据所指定的敏感度阈值 thresh，在所指定的方向 direction 上，用 prewitt 算子进行边缘检测。 Direction 可取的字符串值为 horizontal(水平方向)、vertical(垂直方向)或 both(两个方向)默认方向为 both。 BW = edge(I,'roberts') 自动选择阈值用 roberts 算子进行边缘检测。 BW = edge(I,'roberts',thresh) 根据所指定的敏感度阈值 thresh，用 Roberts 算子进行边缘检测，它忽略了所有小于阈值的边缘。当 thresh 为空时，自动选择阈值。 5.Imclose 功能：对图像实现闭运算，闭运算也能平滑图像的轮廓，但与开运算相反，它一般融合窄的缺口和细长的弯口，去掉小洞，填补轮廓上的缝隙。 5

用法：IM2 = imclose(IM,SE) IM2 = imclose(IM,NHOOD) 用法和 imopen 相同。 6.imopen 功能：对图像实现开运算，开运算一般能平滑图像的轮廓，消弱狭窄的部分，去掉细的突出。用法：IM2 = imopen(IM,SE) IM2 = imopen(IM,NHOOD) IM2 = imopen(IM,SE)用结构元素 SE 实现灰度图像或二值图像的 IM 的形态开运算。SE 可以是单个结构元素对象或者结构元素对象数组。 IM2 = imopen(IM,NHOOD)用结构元素 strel（NHOOD）执行开运算。 7.bwareaopen 功能：删除小面积对象格式： BW2 = bwareaopen(BW,P,conn) 作用：删除二值图像 BW 中面积小于 P 的对象，默认情况下 conn 使用 8 邻域。 8.tic 和 toc 函数这两个函数一般配合使用，tic 表示计时的开始，toc 表示计时的结束。格式如： tic 任意表达式 toc t=toc 9.fspecial 6

功能：用于建立预定义的滤波算子，其语法格式为： h = fspecial(type) h = fspecial(type，para) 其中 type 指定算子的类型，para 指定相应的参数； type 的类型有： 1、'average' averaging filter 为均值滤波，参数为 hsize 代表模板尺寸，默认值为【3，3】。 'disk' circular averaging filter 为圆形区域均值滤波，参数为 radius 代表区域半径，默认值为 5. 'gaussian' Gaussian lowpass filter 为高斯低通滤波，有两个参数，hsize 表示模板尺寸，默认值为【3 3】，sigma 为滤波器的标准值，单位为像素，默认值为 0.5. 'prewitt' Prewitt horizontal edge-emphasizing filter 用于边缘增强，大小为【3 3】，无参数 'sobel' Sobel horizontal edge-emphasizing filter 用于边缘提取，无参数 9. filter2 J = filter2(h,I);使用指定的滤波器 h 对 I 进行滤波，结果保存在 J 中 10.bwarea 函数功能：计算二值图像中对象的总面积。调用格式： total = bwarea(BW) 估算二值图像 BW 中对象的总面积。返回的 total 是一个标量，它的值大致地反映了和图像中 on 像素的个数。由于对于不同像素类型，度量标准不同，因此结果可能并不十分精 7

确。BW 可以是数值类型（整型、浮点型）或者逻辑类型。对于数值类型，像素值不为 0 被视为 on。返回值 total 是 double 类型的。 11.sum 功能：函数求和 sum(x,2)表示矩阵 x 的横向相加，求每行的和，结果是列向量。而缺省的 sum(x)就是竖向相加，求每列的和，结果是行向量。 A>0 的结果是得到一个逻辑矩阵，大小跟原来的 A 一致， A 中大于零的元素的位置置为 1，小于等于零的位置置为 0。所以横向求和以后，就是求 A 中每行大于零的元素个数。 12. round 功能：四舍五入调用格式：Y = round(X) 在 matlab 中 round 也是一个四舍五入函数。五、实验步骤 1.载入车牌图像： I=imread('car1.jpg'); figure(1),imshow(I);title('original image')；%将车牌的原图显示出来，结果如下： 8

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