汽車(chē)牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　引言

　　智能交通系統(tǒng)的研究領(lǐng)域十分廣闊，各國(guó)各地區(qū)的側(cè)重點(diǎn)也有所不同。如：電子收費(fèi)系統(tǒng)是ITS在公路收費(fèi)領(lǐng)域的具體表現(xiàn)，可解決收費(fèi)站的“瓶頸”制約，較好地緩解收費(fèi)站的交通擁擠、排隊(duì)等候以及環(huán)境污染等問(wèn)題。為了滿(mǎn)足這些需求，十分有必要在智能交通管理系統(tǒng)引入車(chē)輛牌照自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。

　　汽車(chē)牌照是車(chē)輛最清晰、準(zhǔn)確、唯一的標(biāo)志。車(chē)輛牌照識(shí)別(Vehicle License Plate Recognition，簡(jiǎn)稱(chēng)VLPR)系統(tǒng)作為一個(gè)專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)，它能夠自動(dòng)拍攝車(chē)輛行進(jìn)中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，有效判斷和提取有車(chē)牌的圖像數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的識(shí)別出車(chē)輛牌照上的字符。

　　1 汽車(chē)牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程

　　一個(gè)完整的汽車(chē)牌照

　　1.1 圖像采集與處理

圖像采集目前主要采用專(zhuān)用攝像機(jī)連接圖像采集卡，或者直接連接便攜式筆記本進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像采集，同時(shí)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。圖像處理主要是對(duì)采集的圖像進(jìn)行增強(qiáng)、恢復(fù)、變換等處理，目的是突出車(chē)牌的主要特征，以便更好地提取車(chē)牌區(qū)域。

　　1.2 車(chē)牌定位

　　從人眼視覺(jué)的角度出發(fā)，同時(shí)根據(jù)車(chē)牌的字符目標(biāo)區(qū)域特點(diǎn)，在二值化圖像的基礎(chǔ)上，可以提取其相應(yīng)的定位特征。這從本質(zhì)上說(shuō)，就是一個(gè)在參量空間尋找最優(yōu)定位參量的問(wèn)題，它需要用最優(yōu)化方法予以實(shí)現(xiàn)。一般可計(jì)算邊緣圖像的投影面積，尋找峰谷點(diǎn)，大致確定車(chē)牌位置，再計(jì)算此連通域內(nèi)的寬高比，剔除不在域值范圍內(nèi)的連通域，最后得到的就是車(chē)牌區(qū)域。車(chē)牌定位是車(chē)輛牌照自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中的關(guān)鍵和難點(diǎn)，實(shí)際圖像中的噪聲、復(fù)雜的背景等干擾都會(huì)給定位增加困難。車(chē)輛牌照的分割是一個(gè)尋找最符合牌照特征區(qū)域的過(guò)程。

　　車(chē)牌檢測(cè)定位方法包括圖像預(yù)處理，車(chē)輛牌照粗定位，車(chē)輛牌照精確定位等幾個(gè)組成部分。圖2所示是本系統(tǒng)的車(chē)牌定位流程圖。

　　圖像預(yù)處理部分的功能是將已經(jīng)變成電信號(hào)的信息加以區(qū)分，同時(shí)去除信號(hào)中的污點(diǎn)、空白等噪聲，并根據(jù)一定準(zhǔn)則除掉一些非本質(zhì)信號(hào)，再對(duì)文字的大小、位置和筆劃粗細(xì)等進(jìn)行規(guī)范化，最后簡(jiǎn)化判斷部分的復(fù)雜性。

　　車(chē)牌照粗定位部分將給出若干個(gè)待進(jìn)一步判斷識(shí)別的候選車(chē)牌區(qū)域，如果候選區(qū)域的個(gè)數(shù)為零，則說(shuō)明本幅圖像不含車(chē)牌，也就不用進(jìn)行下一步的識(shí)別。

　　車(chē)牌照精確定位就是對(duì)車(chē)牌候選區(qū)域進(jìn)行分類(lèi)，以判斷哪一個(gè)是真正的車(chē)牌區(qū)域并給出車(chē)牌區(qū)域的坐標(biāo)。

　　1.3 車(chē)輛牌照的字符分割

　　車(chē)輛牌照的字符分割是把經(jīng)過(guò)定位后的車(chē)牌區(qū)域切分成若干個(gè)子區(qū)域，每一個(gè)子區(qū)域包含一個(gè)字符。字符分割的任務(wù)是把多行或多字符圖像中的每個(gè)字符從整個(gè)圖像中分割出來(lái)，使其成為單個(gè)字符。

　　對(duì)于一般的字符識(shí)別來(lái)說(shuō)，其識(shí)別過(guò)程是從輸入的待識(shí)別字符(樣本)點(diǎn)陣圖形中提取描述該字符的特征，再根據(jù)一定準(zhǔn)則來(lái)判定該樣本所屬的模式類(lèi)別。因此，字符描述、特征提取與選擇、分類(lèi)判決等是字符識(shí)別的三個(gè)基本環(huán)節(jié)。

　　2 車(chē)牌字符的識(shí)別

　　字符識(shí)別是車(chē)牌照識(shí)別系統(tǒng)的最重要的組成部分，該部分需要對(duì)圖像采集，圖像處理，車(chē)牌照定位，字符切分所得到的結(jié)果進(jìn)行識(shí)別處理，以最終得到車(chē)輛牌照的字符。

　　本文論述的車(chē)輛牌照字符識(shí)別方法分為字符圖像預(yù)處理、特征提取、分類(lèi)器設(shè)計(jì)等部分。

　　2.1 字符圖像預(yù)處理

　　字符圖像預(yù)處理就是對(duì)輸入的字符圖像進(jìn)行處理，以使其變成某種特定的標(biāo)準(zhǔn)形式，使后續(xù)的特征提取和字符識(shí)別更容易進(jìn)行。其主要功能有兩點(diǎn)：一是消除圖像中的噪聲，修正圖像斷線(xiàn)或粘連現(xiàn)象;二是通過(guò)各種線(xiàn)性、非線(xiàn)性歸一化方法，使變換后的圖像相對(duì)穩(wěn)定，便于識(shí)別。