基于MATLAB的车牌识别系统设计

基于酝粤栽蕴粤月的车牌识别系统设计

阅藻泽蚤早灶燥枣蕴蚤糟藻灶泽藻孕造葬贼藻砸藻糟燥早灶蚤贼蚤燥灶杂赠泽贼藻皂月葬泽藻凿燥灶酝粤栽蕴粤月

陈志昂

纪志坚渊青岛大学自动化学院袁山东青岛圆远远园苑员冤

摘要院智能交通系统的一个重要组成部分是智能车牌识别技术袁对智能交通系统的现有技术进行深入研究袁从而开发出一个基于酝粤栽蕴粤月的车牌识别系统遥系统中的图像采用已经采集好的车牌图片袁软件设计包括车牌定位尧车牌字符分割及车牌字符识别三个模块遥根据上述模块搭建一个测试平台袁并利用酝粤栽蕴粤月进行仿真遥仿真结果表明袁系统可以准确地识别出给定车牌图片上的车牌号袁从而验证了系统的可行性袁对实际应用具有重要的参考价值遥

关键词院车牌识别袁字符分割袁字符识别

粤遭泽贼则葬糟贼押栽澡藻蚤皂葬早藻蚤灶贼澡藻泽赠泽贼藻皂葬凿燥责贼泽葬造则藻葬凿赠原燥遭贼葬蚤灶藻凿造蚤糟藻灶泽藻责造葬贼藻蚤皂葬早藻泽援栽澡藻泽燥枣贼憎葬则藻凿藻泽蚤早灶蚤灶糟造怎凿藻泽贼澡则藻藻皂燥凿怎造藻泽押造蚤糟藻灶泽藻责造葬贼藻责燥泽蚤贼蚤燥灶蚤灶早熏造蚤糟藻灶泽藻责造葬贼藻糟澡葬则葬糟贼藻则泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶葬灶凿造蚤糟藻灶泽藻责造葬贼藻糟澡葬则葬糟贼藻则则藻糟燥早灶蚤贼蚤燥灶援粤糟糟燥则凿蚤灶早贼燥贼澡藻葬遭燥增藻皂燥凿怎造藻贼燥遭怎蚤造凿葬贼藻泽贼责造葬贼枣燥则皂熏葬灶凿怎泽藻酝粤栽蕴粤月贼燥泽蚤皂怎造葬贼藻援杂蚤皂怎造葬贼蚤燥灶则藻泽怎造贼泽泽澡燥憎贼澡葬贼贼澡藻泽赠泽贼藻皂糟葬灶葬糟糟怎鄄则葬贼藻造赠蚤凿藻灶贼蚤枣赠贼澡藻造蚤糟藻灶泽藻责造葬贼藻灶怎皂遭藻则燥灶葬早蚤增藻灶造蚤糟藻灶泽藻责造葬贼藻蚤皂葬早藻援

运藻赠憎燥则凿泽押造蚤糟藻灶泽藻责造葬贼藻则藻糟燥早灶蚤贼蚤燥灶熏糟澡葬则葬糟贼藻则泽泽藻早皂藻灶贼熏糟澡葬则葬糟贼藻则泽则藻糟燥早灶蚤贼蚤燥灶

本文主要针对汽车牌照的自动识别系统进行研究遥利用酝粤栽蕴粤月软件袁根据提供的汽车车牌照片袁采用酝粤栽蕴粤月中自带的图像分析和处理程序袁实现车牌识别系统中的车牌定位及车牌字符的识别功能袁使其能够有效识别汽车的车牌号等相关信息遥同时袁本文对车牌边缘检测尧字符切分尧字符识别的算法也进行了一定的改进袁从而提高了系统的精确性与实用性遥员车牌图像处理

本文主要在软件方面对车牌识别系统进行研究与设计遥为不失科学性袁本文采用从整体到部分的研究方式对车牌识别系统进行研究遥一次完整的车牌识别的基本流程图如图员院

图员车牌识别的基本步骤

噪声的同时袁图像边缘能完好的保留遥中值滤波器与均值滤波器比较的优势是袁在均值滤波器中袁由于噪声成分被放入平均计算中袁所以输出受到了噪声的影响袁但是在中值滤波器中袁由于噪声成分很难选上袁所以几乎不会影响到输出遥因此在同样区域进行处理袁中值滤波消除的噪声能力更胜一筹遥中值滤波无论是在消除噪声还是在保存边缘方面都是一个不错的方法遥除噪之后要想对车牌图像进一步提取袁其关键就是要对其进行边缘检测袁边缘检测是图像特征提取的重要技术之一袁它不仅能在分析图像时大幅度减少要处理的信息量而且还能保护目标的边界结构遥

所谓边缘是指其周围像素灰度急剧变化的像素的集合袁它是图像最基本的特征遥边缘存在于目标尧背景和区域之间袁所以它是图像分割所依赖的最重要的依据遥由于边缘是位置的标志袁对灰度的变化不敏感袁因此袁边缘也是图像匹配的重要的特征遥在酝粤栽蕴粤月自带的藻凿早藻函数中有杂燥遭藻造算子尧孕则藻憎蚤贼贼算子尧蕴燥早算子尧悦葬灶灶赠算子及砸燥遭藻则贼泽算子遥相比之下袁砸燥遭藻则贼泽算子的算法简单袁计算量较小遥因此本文主要应用砸燥遭藻则贼泽算子对车牌进行边缘检测遥砸燥遭藻则贼泽边缘检测算子是一种利用局部差分算子寻找边缘的算子袁根据任一相互垂直方向上的差分都可用来估计梯度袁砸燥遭藻则贼泽算子采用对角方向相邻两像素之差袁其计算公式为院

吟赠枣越枣渊曾原员袁赠冤原枣渊曾袁赠原员冤吟曾枣越枣渊曾袁赠冤原枣渊曾原员袁赠原员冤

渊圆冤渊员冤

直接从外界获取的车牌图像是砸郧月图像袁为便于计算机对图像进行处理袁须将砸郧月图像转化为二值图像咱员暂遥所谓二值图像是指图像中只有两种颜色的信息袁通常是黑色和白色袁是将普通图像二值化得到的图像遥但要得到二值图像袁首先要先把得到的砸郧月图像转化为灰度图遥但仅得到灰度图还不能达到处理要求袁还需再将灰度图转化为二值图像才能对图像进行进一步的处理袁并且二值化后的车牌图像其字符区域也会得到增强遥

在对车牌图像的二值化处理过程中袁由于外界环境和自身算法等因素的影响袁得到的图像难免会含有噪声咱圆暂袁影响对目标车牌号的提取与识别遥因此要对图像进行除噪处理才能获得清晰度较高的车牌字符图像遥常用的除噪方法有均值滤波与中值滤波遥均值滤波通过使图像模糊袁达到看不到细小噪声的目的遥但使用这种方法的缺陷是袁在噪声被消除的同时袁目标图像也变模糊了咱猿暂遥中值滤波通过查看像素灰度袁按照从小到大

的顺序进行排列袁结果取中间值袁在消除图圆原始图与二值图

其幅值为院郧渊曾袁赠冤越姨吟曾枣垣吟赠枣遥砸燥遭藻则贼泽梯度以渊曾原员袁

圆赠原员冤为中心袁所以它度量了渊曾原员袁赠原员冤点处源缘毅和员猿缘毅方圆圆圆向渊相互正交冤的灰度变化遥适当取门限栽袁做如下判断院郧渊曾袁赠冤跃栽袁渊曾袁赠冤为阶跃状边缘点袁砸燥遭藻则贼泽边缘检测算子相当于用园员员园

和对图像进行卷积咱源暂遥利用藻凿早藻函数中的砸燥遭藻则贼泽原员园园原员

算子对车牌进行边缘检测袁得到的边缘效果图如图猿所示遥圆图像输出处理圆援员字符分割

车牌所在的区域含有丰富的

边缘信息袁而图像形态学中的腐图猿砸燥遭藻则贼泽算子边缘效果图

圆圆蓘蓡蓘蓡叶工业控制计算机曳圆园员愿年第猿员卷第怨期蚀尧膨胀及平滑处理能使这些区域形成连通区域袁以便进一步筛选车牌区域袁从而对车牌位置进行精确定位遥通过对车牌图像的预处理和形态学处理后袁车牌中的字符区域已经显而易见袁且图像中的噪声等干扰因素已去除袁这时便可对车牌图像进行精确地裁剪定位袁进而对车牌号字符进行切割与匹配识别袁最终输出显示车牌号码遥

图源车牌区域二值图裁剪

字符分割是字符识别前的关键步骤袁只有字符分割成功袁才能识别成功遥字符分割一般采用垂直投影和水平投影法遥在这之前还必须切除周边空白袁由于字符在垂直方向上的投影必然在字符间或字符内的间隙处取得局部最小值的附近袁并且这个位置应满足牌照的字符书写格式尧字符尧尺寸和一些其他条件遥利用垂直投影法咱缘暂对复杂环境下的汽车图像中的字符分割有较好的效果遥对于一般情况下的字符的分割袁其中的重点是行的检测遥把行检测出来之后袁再进行每一行的字符的分割遥对于分割字符袁可以使用多重方投影法尧连通区域检测法等袁本文主要讨论垂直投影法遥由于垂直投影法只能确定一个阈值来分割字符袁一般情况下这个阈值都确定为园耀员之间遥由于不同车牌字符的字符粘连程度不一样袁很难确定一个比较理想的阈值来把它们分隔开袁所以垂直投影法常产生字符粘连遥圆援圆字符的归一化与识别

由于在进行车牌图像识别过程中得到的图像跟模板图像在大小方面难免会有差别袁因此必须对其进行字符处理袁才能使得其与模板库进行比对袁进而才能保证识别的可行性遥恰巧酝粤栽蕴粤月中有一个可以改变图像大小的函数蚤皂则藻泽蚤扎藻渊陨袁杂蚤扎藻袁酝燥凿藻造冤袁酝燥凿藻造是插值运算方法袁这里选用

灶藻葬则藻泽贼最近邻插值法咱远暂遥经归一化图缘经归一化后的七个字符后的字符如图缘所示遥

分割的字符经过归一化之后袁每个字符的大小基本一致袁有利于和字符库中的字符进行匹配比较袁从而也为下一步的字符识别奠定了基础遥字符识别是车牌识别系统的关键性步骤遥字符识别的常用方法包括神经网络和模板匹配两种方法遥考虑到车牌主要是由猿园几个汉字尧圆远个大写英文字母尧员园个阿拉伯数字组成袁故本文采用模板匹配的方法遥该方法操作简便且适应环境的能力较强尧精确度较高遥模板匹配法应首先建立标准模板库才能使采集到的图像与库中图像进行匹配袁库中字符应使用统一的尺寸遥目前

图远字符识别流程

51

我国常见的车牌汉字主要包括院京尧津尧沪尧渝尧冀尧豫尧云尧辽尧黑尧湘尧皖尧闽尧鲁尧新尧苏尧浙尧赣尧鄂尧桂尧甘尧晋尧蒙尧陕尧吉尧贵尧粤尧青尧藏尧川尧宁尧琼猿员个遥当然还有其它一些特殊车牌袁如院学尧使尧挂尧警等遥模板库建立之后袁接下来的关键步骤便是字符识别遥

字符识别建立在字符分割和模板字库表基础之上袁其中字符分割是前提袁只有对车牌号进行精确分割后方能对切割出来的字符进行准确匹配与识别遥标准的车牌共有苑个字符袁其中第一位为汉字袁第二位为大写英文字母袁第三位到第七位为阿拉伯数字和大写英文字母的混合遥首先取字符模板袁接着依次取待识别字符与模板进行匹配袁具体字符识别步骤如图远遥

字符识别即将待识别的字符中每一点的像素值与模板字符中每一点的像素值对应相减袁找到二者相减值最小的那个即为匹配度最高的字符袁差值越小相似度越高遥

图苑字符相似度比较

由图苑可知袁该字符在蕴蚤遭赃悦燥凿藻赃晕燥越猿怨处取得最大相似度袁查字库蕴蚤遭赃悦燥凿藻赃晕燥越猿怨的字符为野鲁冶袁则可以确定该字符为野鲁冶遥同理可得出其他六个字符袁进而得出目标车牌号袁此处不赘述遥七个字符全部匹配识别完成后袁便可输出显示目标车牌号袁至此车牌识别步骤全部完成遥在酝粤栽蕴粤月软件上进行仿

真得到的识别图像如图愿所示遥图愿车牌识别结果

猿结束语

本文虽然只对蓝底白字车牌进行分割识别袁但对黑底白字车牌尧白底黑字车牌尧黄底黑字车牌袁整个算法可直接适用袁只需要对车牌定位算法进行调整袁而车牌字符的分割和识别算法仍然行之有效遥因此袁本文设计的基于酝粤栽蕴粤月的车牌识别系统经明是准确尧有效尧可行的袁整个系统的设计具有较高的实际应用价值遥

参考文献

咱员暂袁冀小平援基于酝粤栽蕴粤月的车牌识别系统的研究咱允暂援电子设计咱咱猿圆暂暂徐白工辉利程援波袁圆园园怨基于援车牌袁酝粤栽蕴粤月检测员苑渊员员与冤院识别苑圆原苑猿

实现算汽车车法研究牌咱阅自动识别暂援北京院北京系统交通大咱允暂援电脑学袁知圆园园苑

术袁圆园员园袁远渊员苑冤院源苑缘圆原源苑缘源

识与技咱源暂崔与控制江袁王袁友圆园园猿仁援袁车员员牌渊源自动识别冤院圆远园原圆远圆方法中的关键技术研究咱允暂援计算机测量咱缘暂李宇成袁杨光明袁王目树援车牌识别系统中关键技术的研究咱允暂援计算咱远暂刘机工卫国程援酝粤栽蕴粤月与应用袁圆园员员程序袁源苑设渊计与圆苑冤院应员愿园原员愿源

用咱酝暂援北京院高咱收稿日期等教育出版院圆园员愿援远援圆猿社袁圆园园圆

暂