基于FPGA 的車(chē)牌字符識(shí)別方法的研究

3.2 基于垂直灰度法的字符分割
在對(duì)車(chē)牌進(jìn)行定位后，考慮到車(chē)牌字符的排放特點(diǎn)與字符間的微小間隙，采用垂直灰度法進(jìn)行車(chē)牌字符的分割。主要思想是設(shè)定一個(gè)垂直投影的閾值，判斷投影大于閾值則標(biāo)記并保存，遇到空隙則分割，最后判斷字符區(qū)域的長(zhǎng)度是否滿足字符的長(zhǎng)度，滿足字符長(zhǎng)度的則記錄為有效字符,不滿足將剔除繼續(xù)掃描下一個(gè)知道掃描完整行為止。分割效果如圖3-2。

3.3 模板匹配
我國(guó)的車(chē)牌，字符標(biāo)志的首位為漢字的省名縮寫(xiě)，次位為英文字母，再次位為英文字母或阿拉伯?dāng)?shù)字，末四位均為數(shù)字。由于實(shí)際可能出現(xiàn)的英文字母和數(shù)字字符數(shù)目不多，再基于NIOS II 軟核的運(yùn)算能力考慮，采用模板匹配方法進(jìn)行字符識(shí)別。即將待識(shí)別的車(chē)牌字符矩陣與庫(kù)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)字符矩陣（標(biāo)準(zhǔn)模版）對(duì)比，相似度最大的則認(rèn)為一致。
首先將標(biāo)準(zhǔn)模板入庫(kù)，按國(guó)家車(chē)牌標(biāo)準(zhǔn)的大小、字體、字符間距等打印出數(shù)張樣品，其前景、背景清晰，字符沒(méi)有斷續(xù)，很少噪聲、且包含了所有可能的車(chē)牌字符，作為“標(biāo)準(zhǔn)車(chē)牌”，用以采樣制作標(biāo)準(zhǔn)字符矩陣庫(kù)。把每一張“標(biāo)準(zhǔn)車(chē)牌”分割出來(lái)的字符歸一化[7]，接著將歸一化后的模板矩陣存入FPGA中作為標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，模板越大識(shí)別率越高，但同時(shí)會(huì)帶來(lái)運(yùn)算數(shù)據(jù)量的大大增加，于是在綜合考慮準(zhǔn)確度和NIOS II軟核的工作效率后采用20×15 bit大小的數(shù)組作為標(biāo)準(zhǔn)模板。
當(dāng)車(chē)牌上的待識(shí)別字符歸一化以后，依次與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的模板進(jìn)行匹配，即矩陣對(duì)應(yīng)位依次做差，分別計(jì)算總的相同像素個(gè)數(shù)，則有最大相同數(shù)目的那一組數(shù)認(rèn)為是相似度最大，則用此時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)模板所對(duì)應(yīng)的數(shù)字或字母作為最終識(shí)別的結(jié)果。車(chē)牌字符識(shí)別結(jié)果如圖3-3：

在PAL 制式的CCD 攝像頭、Altera DE2 開(kāi)發(fā)板和普通VGA 顯示器的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，隨機(jī)選取20 張車(chē)牌進(jìn)行檢測(cè)，在不同的光照條件下，正確檢測(cè)出的字符率達(dá)到了90%以上，在光照較好的情況下，識(shí)別率達(dá)到94%以上，且平均識(shí)別時(shí)間不到0.1 秒，完全滿足實(shí)時(shí)性的需求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用FPGA 可以很好的完成對(duì)車(chē)牌實(shí)時(shí)檢測(cè)的任務(wù)，且具有體積小、功耗低、速度快等明顯的優(yōu)點(diǎn)。
4 結(jié)論
本文在利用FPGA 采集車(chē)牌圖像的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了一種利用字符歸一化和模板匹配的簡(jiǎn)單快速的車(chē)牌字符識(shí)別系統(tǒng)，并在SOPC 中實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)具有視頻圖像采集實(shí)時(shí)，車(chē)牌定位分割準(zhǔn)確和識(shí)別誤差低等特點(diǎn)。這種基于SOPC 技術(shù)的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法具有硬件設(shè)計(jì)靈活,可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)PC 機(jī)系統(tǒng)和DSP 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足，有效地降低了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的難度，縮短了開(kāi)發(fā)周期，并提高了設(shè)計(jì)的可靠性?？捎糜诘缆奋?chē)輛監(jiān)控、智能交
通管理等應(yīng)用領(lǐng)域，具有較高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：提出了根據(jù)車(chē)牌彩色通道特性和字符二值化后特征的車(chē)牌雙重定位方法，在NIOS II 中用模版匹配方法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的識(shí)別車(chē)牌字符。