基于matlab的车牌识别系统的设计附程序详解注释样本.doc
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1、焦 作 大 学毕业设计(论文)阐明书作 者: 学 号: 学院(系): 信息工程学院 专 业: 通信技术 题 目: 基于matlab车牌辨认系统设计 主 题: 指引教师: 职称: 讲师 12月 摘 要汽车车牌辨认系统是当代智能交通管理重要构成某些之一。车牌辨认系统使车辆管理更智能化,数字化,有效提高了交通管理以便性和有效性。车牌辨认系统重要涉及了图像采集、图像预解决、车牌定位、字符分割、字符辨认等五大核心某些。本文重要简介图像预解决、车牌定位、字符分割三个模块实现办法。本文图像预解决模块是将图像灰度化和用Roberts算子进行边沿检测环节。车牌定位和分割采用是运用数学形态法来拟定车牌位置,再运用
2、车牌彩色信息彩色分割法来完毕车牌部位分割。字符分割采用办法是以二值化后车牌某些进行垂直投影,然后在对垂直投影进行扫描,从而完毕字符分割。本文即是针对其核心某些进行阐述并使用MATLAB软件环境中进行字符分割仿真实验。核心词:MATLAB、图像预解决、车牌定位、字符分割ABSTRACTVehicle license plate recognition system is one important of the modern intelligent traffic management. License plate recognition system to make more intellig
3、ent vehicle management,digital,Effective traffic management to enhance the convenience and effectiveness. License plate recognition system includes image acquisition,image preprocessing,license plate localization,character segmentation,character recognition and other five core parts. In this paper,p
4、reprocessing,license plate localization,character segmentation method for the realization of three modules.This is the image preprocessing module and the use of the image grayscale Roberts edge detection operator steps. License plate location and segmentation using mathematical morphology method is
5、used to determine the license plate location,Re-use license plate color segmentation method of color information to complete the license plate area segmentation. Character segmentation approach is based on the license plate after the binary part of the vertical projection,Then scan in the vertical p
6、rojection,thus completing the character segmentation. This article is described for the core part and use the MATLAB software environment,the simulation experiments for character segmentation.Keywords:MATLAB software,image preprocessing,license plate localization,character segmentation .目 录1. 绪论1 1.
7、1 本课题研究背景11.2 本课题研究目及意义21.3 国内外发展状况31.4 重要应用领域51.5 设计原理62. MATLAB简介72.1 MATLAB发展历史72.2 MATLAB语言特点73工作流程93.1 系统框架构造和工作流程94各模块实现114.1设计方案114.2图像预解决114.2.1图像灰度化114.2.2图像边沿检测124.3车牌定位和分割144.3.1车牌定位154.3.2车牌分割164.3.3对定位后彩色车牌进一步解决174.4字符分割和归一化解决17 4.4.1字符分割18 4.4.2字符归一化解决194.5 字符辨认195实验成果和分析226实验总结24道谢25参
8、照文献26程序附录27第一章 绪论1.1 本课题研究背景当代社会已进入信息时代,随着计算机技术、通信技术和计算机网络技术发展,自动化信息解决能力和水平不断提高,作为当代社会重要交通工具之一汽车在人们生产生活各个领域得到大量使用,对她信息进行自动采集和管理具备十分重要意义,成为信息解决技术一项重要研究课题。此外,智能交通系统,简称ITS(Intelligent Traffic System)已成为当代社会道路交通发展趋势。只能交通系统,是在当代科学技术高速发展背景下产生。其目的在于将钞票计算机解决技术、数据通信技术、自动控制技术等综合应用于地面交通管理体系,从而建立起一种高效、精确、实时交通管理
9、系统。公路交通基本建设不断发展和车辆管理体制不断完善,为以视觉监控为基本智能交通系统实际应用打下了良好基本。在智能交通系统中,车牌自动辨认系统是一种非常重要发展方向。车牌自动辨认系统简称ALPRS或LPRS,该系统可以对车辆进行自动登记、验证、监视、报警。系统应用场合涉及:高速公路,桥梁,隧道等收费管理系统。都市交通车辆管理,智能社区、智能停车场管理,车牌验证,车流记录等。同步,汽车牌照自动辨认基本办法还可以应用到其她检测和辨认领域,因此车牌自动辨认问题已成为当代交通工程领域中研究重点和热点问题之一。车牌辨认系统是一项科技含量很高各种技术结合产品,重要有计算机视觉、数字图像解决、数字视频解决、
10、模式辨认等技术构成。也是智能交通系统核心技术,产生于60年代。在80年代,由于都市交通问题日益严重,美国和欧洲许多国家投入了大量人力和物力,建立了自动化高速公路网,安装了摄像、雷达探测系统和光纤网络,简历智能交通系统。在美国、欧洲、日本等发达国家带动下,世界各国也开始简历智能交通系统。由于公路车流量日益增大、道路交通日益拥挤,车辆管理相对越来越困难,因而各个发达国家和发展中华人民共和国家都在积极建设适应将来交通运送需求智能交通系统。车牌号辨认系统是基于图像解决技术基本进行研究。本课题图像解决分为如下几方面:1.图像数字化其目是将模仿形式图像通过数字化设备变为数字计算机可用离散图像数据。2.图像
11、变换为了达到某种目而对图像使用一种数学技巧,通过变换后图像更为以便、容易地解决和操作。3.图像增强图像增强重要目的是改进图像质量。采用某些解决技术来突出图像中某些信息,削弱或消除某些无关信息,从而有目地强调图像整体或局部特性,让观测者能看到更加直接、清晰分析和解决图像。直方图修正、灰度变换、强化图像轮廓等都是惯用手段。4.图像分割在图像研究和应用中,人们往往仅对图像某些某些感兴趣。它们普通相应图像中待定、具备独特性质区域。图像分割就是把图像中需要那一种某些分割出来。5.图像分析图像分析内容分为特性提取、图像分割、符号描述、和图像检测与匹配。1.2 本课题研究目及意义车牌辨认系统重要任务是分析和
12、解决摄取到复杂背景下车辆图像,定位分割牌照,最后自动辨认汽车牌照上字符,车牌辨认是运用车辆牌照唯一性来辨认和记录车辆,它是以数字图像解决、模式辨认、计算机视觉等技术为基本智能辨认系统。在当代化交通发展中车牌辨认系统是制约交通系统智能化、当代化重要因素,车牌辨认系统应当可以从一幅图像中自动提取车辆图像,自动分割牌照图像,对字符进行对的辨认,从而减少交通管理工作复杂度。车牌辨认系统将获取车辆图像进行一系列解决后,以字符串形式输出成果,这样不但数据量小,便于存储,操作起来也更容易,因而车牌辨认系统便捷性是人工车牌辨认所不能比拟,它蕴藏着很大经济价值和发展空间,对车牌辨认技术研究是非常故意义。在车牌辨
13、认系统中最为重要两个技术是车牌定位和车牌字符辨认,这两个技术好坏直接影响到整个车牌辨认系统实时性和精确性。国内外己有不少学者对车牌定位技术做了大量研究,但在实际应用中还没有一种有效可行办法,如由于车辆抖动导致车牌图像歪斜、由于污迹和磨损导致车牌字符模糊、由于光照不均导致车牌图像模糊等都会或多或少影响到车牌定位精确度。针对以上实际状况,诸多学者开始在鉴于车牌图像自身特性基本上研究车牌定位技术,并先后提出了某些有效定位办法,以减小种种主、客观因素对车牌定位精确度影响。然而智能交通不断发展使得对车牌定位系统有了更高规定,重要体当前系统实时性和精确性。 车牌字符辨认实质是对车牌上中文、字母和数字进行迅
14、速精确辨认并以字符串形式输出辨认成果,字符辨认技术是整个车牌辨认系统核心。车牌辨认系统与其他图像辨认系统相比较而言要复杂多,在字符辨认中,中文辨认是最难也是最核心某些,诸多国外较为成熟车牌辨认系统无法进入中华人民共和国市场因素就在于无法有效辨认中文。此外,由于外界环境影响,系统必要保证可以在任何天气状况下全天不间断正常工作。到当前为止,在众多车牌自动辨认办法中还没有一种可以达到抱负效果,因而对车牌辨认技术研究意义重大。1.3 国内外发展状况从20世纪90年代初,国外就已经开始了对汽车牌照自动辨认研究,其重要途径就是对车牌图像进行分析,自动提取车牌信息,拟定汽车牌号。在各种应用中,有使用模糊数学
15、理论也有用神经元网络算法来辨认车牌中字符,但由于外界环境光线变化、光路中有灰尘、季节环境变化及车牌自身比较模糊等条件影响,给车牌辨认带来较大困难。国外有关研究有:(1)J Barroso提出基于扫描行高频分析办法; (2) I.T. Lancaster提出类字符分析办法等。为理解决图像恶化问题,当前国内外采用积极红外照明摄像或使用特殊传感器来提高图像质量,继而提高辨认率,但系统投资成本过大,不适合普遍推广。 车牌辨认系统中两个核心子系统是车牌定位系统和车牌字符辨认系统。 关于车牌定位系统研究,国内外学者已经作了大量工作,但实际效果并不是很抱负,例如车牌图像倾斜、车牌表面污秽和磨损、光线干扰等都
16、是影响定位精确度潜在因素。为此,近年来不少学者针对车牌自身特点,车辆拍摄不良现象及背景复杂状况,先后提出了许多有针对性定位办法,使车牌定位在技术和办法上均有了很大改进.然而当代化交通系统不断提高快节奏,将对车牌定位精确率和实时性提出更高规定。因而进一步加深车牌定位研究是非常必要。 车牌字符辨认是在车牌准拟定位基本上,对车牌上中文、字母、数字进行有效确认过程,其中中文辨认是一种难点,许多国外LPR系统也往往是由于中文难以辨认而无法打入中华人民共和国市场,因而探寻好办法解决字符辨认也是至关重要。当前己有办法诸多,但其效果与实际规定相差很远,难以适应当代化交通系统高速度、快节奏规定。因而对字符辨认进
17、一步研究也同样具备急迫性和必要性。 从实用产品来看,如以色列Hi-Tech公司研制各种See/Car system,适应于几种不同国家车牌辨认,就针对中华人民共和国格式车牌See/Car syste而言,它不能辨认中文,且辨认率有待提高。新加坡Optasia公司VLPRS产品,适合于新加坡车牌,此外日本、加拿大、德国、意大利、英国等西方发达国家均有适合于本国车牌辨认系统。 国内实际状况有所不同,国外实际拍摄条件比较抱负,车牌比较规范统一,而国内车牌规范不够,不同汽车类型有不同规格、大小和颜色,因此车牌颜色多,且位数不统一,对解决导致了一定困难。在待解决车牌图像中就有小功率汽车使用蓝底白字牌照,
18、大功率汽车所用黄底黑字牌照,军车和警车白底黑字,红字牌照,尚有国外驻华机构黑底白字牌照等。就位数而言,有七位数字,有武警车九位数字,有军车、前两位字符上下排列等,因此也导致了解决难度。 国内做得较好产品重要是中科院自动化研究所汉王公司“汉王眼”,此外国内亚洲视觉科技有限公司、深圳市吉通电子有限公司、中智交通电子系统有限公司等均有自己产品,此外西安交通大学图像解决与辨认研究室、上海交通大学计算机科学与工程系、清华大学、浙江大学等都做过类似研究。普通解决时为了提高系统辨认率,都采用了某些硬件探测器和其她辅助设备如红外照明等,其中“汉王眼”就 是采用积极红外照明和光学滤波器来削弱可见光不可控制影响,
19、减少恶劣气候和汽车大小灯光影响,此外还规定在高速公路管理窗口到“汉王眼”辨认点埋设两条线路管 道,一条管道铺设220伏50赫兹1安培交流供电线路:另一条管道铺设触发信号线路和汉王眼与管理计算机通讯线路,投资巨大,不适合于大面积推广。 此外,尚有两种专门技术被用于车牌辨认中,条形码辨认技术和无线射频技术。条形码辨认规定预先在车身上印刷条形码,在系统某一固定位置上安装扫描设备,通过扫描来读取条形码,以达到辨认车辆目。无线射频技术规定在车内安装标示卡,在系统某一位置安装收发器等装置,通过收发器来接受标示卡信号,从而辨认出通过车辆。显然,这两种技术更难以推广。 从当前某些产品性能指标可以看出,车牌辨认
20、系统辨认率和辨认速度有待提高。当代交通飞速发展以及车牌辨认系统应用范畴日益拓宽给车牌辨认系统提出了更高规定。因而,研究高速、准拟定位与辨认算法是当前重要任务,而图像解决技术发展与摄像设备、计算机性能提高都会增进车牌辨认技术发展,提高车牌辨认系统性能。1.4 重要应用领域车牌自动辨认系统具备广泛应用范畴,重要应用于:(1)高速公路收费、监控管理;(2)社区、停车场管理;(3)都市道路监控、违章管理;(4)车牌登录、验证;(5)车流记录、安全管理等。车牌自动辨认系统应用于这些系统,可以解决通缉车辆自动稽查问题,可以解决车流高峰期因出入口车流瓶颈导致路桥卡口、停车场交通堵塞问题,可以解决因工作人员作
21、弊导致路桥卡口、高速公路、停车场应收款流失问题,还可以以最简朴方式完毕交通部门车辆信息联网,解决数据记录自动化,模糊查询问题。车牌自动辨认系统可安装于公路收费站、停车场、十字路口等交通关卡处,其详细应用可概括为: (l)交通监控运用车牌辨认系统摄像设备,可以直接监视相应路段交通状况,获得车辆密度、队长、排队规模等交通信息,防范和观测交通事故。它还可以同雷达测速器或其她检测器配合使用,以检测违犯限速值车辆。当发现车辆超速时,摄像机获取该车图像,并得到该车牌照号码,然后给该车超速警告信号。 (2)交通流控制指标参量测量,为达到交通流控制目的,某些交通流指标测量相称重要。该系统可以测量和记录诸多交通
22、流指标参数,如总服务流率,总行程时间,总流入量流出量,车型及车流构成,日车流量,小时/分钟车流量,车流高峰时间段,平均车速,车辆密度等。这也为交通诱导系统提供必要交通流信息。 (3)高速公路上事故自动测报这是由于该系统可以监视道路状况和测量交通流量指标,能及时发现超速、堵车、排队、事故等交通异常现象。 (4)对养路费交纳、安全检查、运营管理实行不断车检查依照辨认出车牌号码从数据库中调出该车档案材料,可发现没及时交纳养路费车辆。此外,该系系统还可发现无车牌车辆。若同车型检测器联用,可迅速发现所挂车牌与车型不符车辆。 (5)车辆定位由于能自动辨认车牌号码,因而极易发现被盗车辆,以及定位出车辆在道路
23、上行驶位置。这为防范、发现和追踪涉及车辆犯罪,保护重要车辆(如运钞车)安全有重大作用,从而对都市治安及交通安全有重要保障作用。 车牌自动辨认系统拥有辽阔应用前景,但若在每个街口都装配一套全新车辆探测器硬件系统则投资巨大,因此急需一种纯软件实行车牌自动辨认系统来最大限度减少费用,而纯软件设计,不但投资小并且灵活性高,适合国内国情。1.5 设计原理车牌辨认系统摄像头通过对通过指定区域机动车辆进行拍照,由于照片会受到光照、拍摄位置和车辆行驶速度影响,导致拍摄图片不能精确拟定汽车车牌。而车牌辨认系统就通过对机动车辆照片进行图像预解决、车牌定位、字符分割、字符辨认等技术手段,从而得到清晰机动车牌照照片,
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