基于MATLAB的车牌号码识别系统设计.doc

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2012届毕业设计

基于MATLAB的汽车车牌的

号码识别系统设计

院、部：

电气与信息工程学院

学生姓名：

桂庆刚

指导教师：

何淑珍职称讲师

专业：

电子信息工程

班级：

电子0802

完成时间：

2012年5月

摘要

汽车车牌的识别系统是现代智能交通管理的重要组成部分之一。

车牌识别系统使车辆管理更智能化，数字化，有效的提升了交通管理的方便性和有效性。

车牌识别系统主要包括了图像采集、图像预处理、车牌定位、字符分割、字符识别等五大核心部分。

本文主要介绍图像预处理、车牌定位、字符分割三个模块的实现方法。

本文的图像预处理模块是将图像灰度化和用Roberts算子进行边缘检测的步骤。

车牌定位和分割采用的是利用数学形态法来确定车牌位置，再利用车牌彩色信息的彩色分割法来完成车牌部位分割。

字符的分割采用的方法是以二值化后的车牌部分进行垂直投影，然后在对垂直投影进行扫描，从而完成字符的分割。

本文即是针对其核心部分进行阐述并使用MATLAB软件环境中进行字符分割的仿真。

关键词：

MATLAB、图像预处理、车牌定位、字符分割

ABSTRACT

Vehiclelicenseplaterecognitionsystemisoneimportantofthemodernintelligenttrafficmanagement.Licenseplaterecognitionsystemtomakemoreintelligentvehiclemanagement,digital,Effectivetrafficmanagementtoenhancetheconvenienceandeffectiveness.Licenseplaterecognitionsystemincludesimageacquisition,imagepreprocessing,licenseplatelocalization,charactersegmentation,characterrecognitionandotherfivecoreparts.

Inthispaper,preprocessing,licenseplatelocalization,charactersegmentationmethodfortherealizationofthreemodules.ThisistheimagepreprocessingmoduleandtheuseoftheimagegrayscaleRobertsedgedetectionoperatorsteps.Licenseplatelocationandsegmentationusingmathematicalmorphologymethodisusedtodeterminethelicenseplatelocation，Re-uselicenseplatecolorsegmentationmethodofcolorinformationtocompletethelicenseplateareasegmentation.Charactersegmentationapproachisbasedonthelicenseplateafterthebinarypartoftheverticalprojection,Thenscanintheverticalprojection,thuscompletingthecharactersegmentation.ThisarticleisdescribedforthecorepartandusetheMATLABsoftwareenvironment,thesimulationexperimentsforcharactersegmentation.

Keywords：

MATLABSoftware,Imagepreprocessing,Licenseplatelocalization,Charactersegmentation

目录

1绪论 1

1.1选题背景 1

1.2设计前景 1

1.3车牌号码识别原理 1

1.4MATLAB简介 2

2车牌号码识别系统总体方案 3

2.1车牌号码识别系统硬件介绍 3

2.2车牌号码识别系统软件设计 4

2.2.1图像预处理 5

2.2.2车牌定位 5

2.2.3牌照字符分割 5

2.2.4牌照字符识别 5

2.3本章小节 6

3图像预处理 7

3.1图像灰度化 7

3.2.灰度拉伸 8

3.3图像平滑 8

3.4边缘提取 9

4车牌定位 10

4.1车牌特征的信息分析 11

4.1.1车牌特征的信息分析 11

4.1.2常见车牌颜色特征的信息 12

4.1.3车牌特征分析结论 13

4.2车牌号码初定位 13

4.2.1车牌二值化 14

4.2.2图像二值化的基本原理 14

4.3牌照区域的分割 15

5牌照字符分割 16

5.1字符字符切分综述 16

5.1.1字符分割 16

5.1.2字符归一化 16

6车牌字符的识别 17

6.1车牌字符识别综述 17

6.2模版匹配字符识别 17

7车牌号码识别软件设计结果及分析 20

7.1车牌识别仿真 20

7.2结果分析 27

结束语 29

致谢 30

参考文献 31

附录程序清单 32

1绪论

1.1选题背景

汽车牌照自动识别系统是制约道路交通智能化的重要因素,包括车牌定位、字符分割和字符识别三个主要部分。

由于牌照图象在原始图象中是很有特征的一个子区域，确切说是水平度较高的横向近似的长方形，它在原始图象中的相对位置比较集中，而且其灰度值与周边区域有明显的不同，因而在其边缘形成了灰度突变的边界，这样就便于通过边缘检测来对图象进行分割，从而定位车辆牌照,然后利用车牌的彩色信息的彩色分割方法。

在字符识别部分,利用模板匹配字符识别算法进行对车牌号码的识别。

实验结果表明,本文提出的方法具有不错的识别性能。

随着公路逐渐普及，我国的公路交通事业发展迅速，所以人工管理方式已经不能满着实际的需要，微电子、通信和计算机技术在交通领域的应用极大地提高了交通管理效率。

汽车牌照的自动识别技术已经得到了广泛应用。

1.2设计前景

牌照自动识别是一项利用车辆的动态视频或静态图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术。

其硬件基础一般包括触发设备、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机等，其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。

某些牌照识别系统还具有通过视频图像判断车辆驶入视野的功能称之为视频车辆检测。

一个完整的牌照识别系统应包括车辆检测、图像采集、牌照识别等几部分。

当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元，采集当前的视频图像。

牌照识别单元对图像进行处理，定位出牌照位置，再将牌照中的字符分割出来进行识别，然后组成牌照号码输出。

1.3车牌号码识别原理

车辆牌照识别系统的基本工作原理为：

将摄像头拍摄到的包含车辆牌照的图像通过视频卡输入到计算机中进行预处理，再由检索模块对牌照进行搜索、检测、定位，并分割出包含牌照字符的矩形区域，然后对牌照字符进行二值化并将其分割为单个字符，然后输入JPEG或BMP格式的数字，输出则为车牌号码的数字。

我们知道输入的彩色图像包含大量颜色信息，会占用计算机较多的存储空间，且处理时也会降低系统的执行速度，因此对图像进行识别等处理时，通常将彩色图像转换为灰度图像，以加快处理速度。

对图像进行灰度化处理、边缘提取、再利用形态学方法对车牌进行定位。

具体步骤如下：

首先通过MATLAB软件对图像进行灰度转换，二值化处理然后采用4X1的结构元素对图像进行腐蚀，去除图像的噪声。

采用25X25的结构元素，对图像进行闭合应算使车牌所在的区域形成连通。

在进行形态学滤波去除其它区域。

1.4MATLAB简介

Matlab（MatrixLaboratory）是美国MathWorks公司开发的一套高性能的数值分析和计算软件，用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境，是目前最好的科学计算类软件之一。

MATLAB将矩阵运算、数值分析、图形处理、编程技术结合在一起，为用户提供了一个强有力的科学及工程问题的分析计算和程序设计工具，它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能，是具有全部语言功能和特征的新一代软件开发平台。

MATLAB已发展成为适合众多学科，多种工作平台、功能强大的大型软件。

在欧美等国家的高校，MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具。

成为攻读学位的本科、硕士、博士生必须掌握的基本技能。

在设计研究单位和工业开发部门，MATLAB被广泛的应用于研究和解决各种具体问题。

在中国，MATLAB也已日益受到重视，短时间内就将盛行起来，因为无论哪个学科或工程领域都可以从MATLAB中找到合适的功能。

2车牌号码识别系统总体方案

一个完整的车辆牌照识别系统是一个复杂的系统，应该包括图像采集、图像预处理、车牌定位、字符切分、字符识别以及图像编码、数码传输与更新等步骤，基本可以分为硬件部分和软件部分，硬件部分主要完成车辆图像的摄取采集，软件部分主要完成对采集到的车辆图像进行车辆牌照定位、车牌字符切分与车牌字符识别等工作，这部分工作最为复杂，最后对识别结果进行数据传送和存储，将处理后的识别信息交给管理系统进行管理。

整个系统的核心是软件部分的工作，能否通过牌照对车辆进行有效管理，很大程度上取决于软件部分识别车牌的准确性。

目前，研究的车牌识别系统大部分都是基于直接法，即是基于图像理解的汽车牌照识别，该方法的一般结构如下：

图1车牌识别系统流程图

2.1车牌号码识别系统硬件介绍

一个车牌识别系统的基本硬件配置由摄像机、主控机、采集卡和照明装置组成。

例如在停车场管理系统中，系统硬件主要包括车辆传感探测器、高性能工控计算机、高分辨率CCD摄像机、高放大倍数镜头、CCD自动亮度控制器和视频采集卡等。

首先是探测车辆的接近、通过和停留等。

常用的有光探测器、微波雷达通过型探测器、测速雷达探测器、声探测器、红外探测器、电磁感应探测器和压敏探测器等。

我国停车场应用较多的是红外探测器和电磁感应环探测器。

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