车辆牌照图像识别算法的研究与实现

本科毕业论文（设计、创作）题 目： 车辆牌照图像识别算法的研究与实现 学生姓名： 学号： 0231002032 所在院系： 信息与通信技术系 专业： 电子信息工程 入学时间： 2010 年 9 月导师姓名： 职称/ 学位： 讲师/ 博士 导师所在单位： 完成时间： 2014 年 5 月安徽三联学院教务处 制安徽三联学院毕业论文0车辆牌照图像识别算法的研究与实现摘 要：现代社会,特别是进入了 21 世纪，中国经济的飞速发展使汽车成为人们常用的交通工具。日益完善的交通管理网络越来越引起人们的关注,这成为了一个社会性的问题。所以，对汽车牌照进行检测和研究对各个方面都有着积极的意义。最为交通管理系统的重要组成部分,车牌识别系统大大方便了汽车场合的管理。本文重要通过在数字图像预处理、车牌定位和车牌识别对车辆牌照进行识别，数字图像预处理通过二值化等方法实现，通过基于灰度图像求卷积能量极值区域的方法实现牌照定位的，而车牌照识别时运用了模板匹配法。本文采用了 MATLAB 来实现算法。关键词：图像识别；图像处理；牌照定位安徽三联学院毕业论文0Research and implementation of image recognition algorithm for vehicle license plateAbstract：In modern society,especially when entering the 21st century, rapid development of Chinese economy make cars become the most common vehicle. Traffic management network which is being perfect day by day has aroused more and more peoples concern.This has become a social problem. Therefore , detecting and studying the license plate has positive consequence for all aspects. As an important part of the traffic management system, the license recognizing system makes the place management of cars more convenient. This article tend to recognize the license plate with an emphasis an pretreatment of the digital pictures and the location and recognition of the cars. The pretreatment of digital pictures is accomplished by image barbarization and other methods. The location of license plate is completed by the method of the area of the convolution energy extreme value based on gray image .And the template matching method is used when recognizing the license plate. The article adopt MATLAB to accomplish the arithmetic.Keywords: image recognition ；image processing；license plate location安徽三联学院毕业论文目录第一章 绪论 .11.1论文研究背景 .11.2 车牌识别系统的原理 .1第二章 车牌字符识别技术研究 .32.1介绍车牌识别常用方法 .32.1.1 结构模式识别 .32.1.2统计模式识别 .32.1.3人工神经网络识别 .32.2本文采用的识别方案 .4第三章 车牌识别系统的设计 .63.1 图像采集 .63.2 图像预处理 .63.3车牌定位 .73.4字符分割 .83.5 字符识别 .113.5.1 字符归一化处理 .113.5.2 字符匹配识别 .12第四章 仿真结果及其分析 .134.1车牌定位后系统边缘检测的仿真结果图如下图所示: .134.2 车牌字符分割及其图像处理 .134.3 车牌字符识别及其图像处理 .14致 谢 .15参考文献 .16安徽三联学院毕业论文0第一章 绪论1.1论文研究背景21 世纪以来，人类社会已经进入了信息时代，自动化信息处理能力越来越高，在社会各种活动和人们日常生活中的应用越来越广泛，在这样的条件下，人们日益关注自动检测,识别等技术。伴随着汽车数量的增加，牌照识别技术越来越成为智能交通管理的重要手段。车辆牌照识别技术是自动化技术、信息技术、计算机技术相融合的技术。车辆监管部门通过拍照地洞识别系统对车辆进行实时检测,不仅减轻了压力,还节省人力物力,提高工作效率,对交通监控和公共安全有着重要的积极的作用。由于车辆牌照图像识别系统有着重要的意义，因此世界上有许多科研工作者对它进行研究，并且出现了众多的算法。也应用于社会生活的各个方面，在交叉路口、高速公路、停车场、路口收费站等许多地方都有广泛的应用。但是由于天气的原因、车辆牌照脏污的原因、车辆牌照悬挂位置的原因，这些系统都会出现或多或少的问题，因此，车辆牌照识别系统的不断完善是一个必然的过程。车辆牌照的定位与识别技术，实质上就是车辆牌照与图像处理技术相结合。本文侧重从车辆牌照定位和车辆牌照识别两个方面进行研究。1.2 车牌识别系统的原理车牌识别系统包括图像采集系统和图像识别系统,当有车辆时,图像采集系统会自动对车辆的牌照进行采集,然后会把采集到的图像传到图像识别系统中.图像识别系统中的预处理功能，为车辆牌照的搜索提供一个很好的定位环境。车牌照要在经过预处理才能从车牌照的背景中分离。然后对得到的车牌照进行字符分割，最后再进行字符识别，这时候就得到车牌号码。这个系统包括软件和硬件。硬件上包括照明灯，图像采集器，镜头，通信模块等；软件由车辆牌照定位、牌照字符切割、牌照字符识别等组成。这样比较完整的结构可以减少环境对车辆牌照识别系统的影响。图像采集图像预处理车牌定位倾斜矫正字符分割与识别车牌输出 安徽三联学院毕业论文161安徽三联学院毕业论文0图 1-1车牌识别流程图(1)图像采集：由 CCD 摄像机知道车牌号。(2)图像预处理：对 CCD 摄像机获得的车牌进行二值化等方法进行预处理，为后面的操作做铺垫。(3)车牌定位：车牌定位是以灰度图像为基础的，然后结合视觉角度和字符的特点，提取对应的特征。车牌定位是整个系统的关键和难点。(4)倾斜校正：因为在获取车牌照的时候不能百分百保证牌照是水平的，难免出现倾斜的情况，这时候就要对车辆牌照进行倾斜校正。为后来的车牌字符分割和车牌字符识别提供方便。(5)字符分割：将车牌号中的字符分割出来,在于模板中的字符相互比较,看是否一致。(6)字符识别：字符识别是对分割后的字符进行归一化处理，然后进行模板匹配以显示出牌照号码。安徽三联学院毕业论文1第二章 车牌字符识别技术研究2.1介绍车牌识别常用方法常用的结构模式识别、神经网络识别、统计识别等车牌照识别的方法。2.1.1 结构模式识别汉子的组成结构是结构模式的主要出发点.汉字不仅可以理解是由笔划以及偏旁部首构成的;还可以认为汉字是由一些小的单元组成的。这种基元可以更好的对汉子进行描述，这种方法引入车牌识别有着重要的意义。2.1.2统计模式识别统计模块的具有悠久的发展历史，理论基础很强;他是将一些事实的共同点归纳在一起,然后按照一定准则所确定的决策函数进行分类判决。字符的统计模式是将字符点阵作为一个集合，他的作用是从大量的数据中对比出来的;对比的方法很常见,但是对于一些细小的字节还是很模糊。2.1.3人工神经网络识别人工智能网络是一种以人脑神经网络的正常运行作为参考系数的一种模拟模型。他需要的是像人脑神经系统一样能够控制人自身的许多活动;我们通过研究这种结构和功能为了让我们在现实的生活中也能实现。下面几个方面是人工智能网络的一些特点:1,能逼近任意线性函数2,信息的并行分布式处理和存储3,可以多输入多输出4,便于用超大规模的集成电路或光学集成电路系统实现5,具有自学习的能力；6,具有联想存储功能；7,具有高速寻找优化解的能力.但是在车牌字符的识别中仍然存在很大的缺陷：l，会因为车牌照的问题，比如像素点小，笔画断裂等问题楚翔误识别。2，因为神经网络在学习时候的每次的迭代梯度值会受样本噪声影响，会使系统的收敛速度变慢，所以人工神经网络识别法时不适合实时识别的。安徽三联学院毕业论文22.2本文采用的识别方案本论文采用的方案是基于模板匹配的，也就是把获取到的车辆牌照的字符同选定的字符模板进行对比，通过这种对比确定车牌上字符的内容。先准备一个存储字符的模板,在对车牌字符经过滤波等相关处理;再将得到的字符与模板中的字符经过四则运算中的减法一一相减,当所得的差值越小时,其相似度越高.本文首先收集许多的图像，我们通常可知图像中有很多的存储格式。例如有: *.BMP、*.JPG、*.GIF 、*.PCX 等，本次论文中所用到的是*.JPG 的格式。由于系统编程的需求，大多数的编程采用的是 VC 或者 MATLAB 语言，而本次论文却运用了 MATLAB 语言。MATLAB 语言作为第四代计算机语言,有以下优点:1编程效率高MATLAB 语言允许用数学形式的语言编写程序，而且更加接近我们的思维书写方式，它编程简单，效率高，易学易懂。2矩阵和数组运算高效方便MATLAB 语言规定的各种运算可以直接应用到数组建的运算中。而且 MATLAB语言不要定义数组的维数，并给出专门的库函数，使之更简洁、高效、方便。3用户使用方便MATLAB 解释执行的语言,它灵活、方便，MATLAB 语言把编辑、编译、连接和执融合起来，使用起来更加快捷。并且它能在同一画面上灵活操作，所以加快了编写、修改和调试程序的速度。4扩充性强，交互性好MATLAB 语言中有许多函数运算，因此我们可以利用这些库函数进行一些必要的运算。并且编者可以通过自己的需要增加或者是扩充库函数，这时 MATLAB使用效率和功能得到了提高。车辆牌照识别系统是一个包含图像分析和图像处理的系统。首先要将用CCD 的到的牌照进行灰度化处理和滤波处理以降低车牌照的