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1、河南科技大学本科毕业设计（论文） I 基于 MATLAB 的车牌识别系统设计 摘 要 随着我国国民经济的不断进步，汽车的保有量正在逐渐上升，智能交通 体系对人们的生活来说显得日益重要。汽车牌照识别系统又是现代智能交通 管理体系的核心构架之一，因此汽车牌照识别技术在智能交通体系的要求下 变得更加智能化、数字化和便利化；同时智能交通体系也给汽车牌照识别系 统提出不同层次的要求。汽车牌照识别系统主要由牌照图像采集、牌照图像 预处理、 车牌区域定位、 车牌字符分割和车牌字符识别等五个主要部分组成。 本文在车牌图像预处理、车牌区域定位和车牌字符分割三个主要部分做出详 细说明。利用 Roberts 算子进
2、行边缘检测然后对整个车牌图像进行腐蚀平滑 去除小对象。在车牌区域定位、切割中使用数学形态法中的腐蚀或膨胀算法 来确定车牌位置，然后根据彩色牌照信号的分布精确定位切割出只含有牌照 信息的矩形区域。 字符分割部分采用二值化垂直投影方法进行字符边界扫描， 符合切割条件后进行切割，再次对切割出来的字符图像进行二次切割从而精 确切割出包含有单个字符的图像。分割出来的字符二值图像与模板中设定顺 序的字符模板进行逐个匹配，得出像素点 0 值最多的模板就是识别的字符结 果。本系统是在 Matlab R2016a 版本环境中开发运行，利用 GUI 仿真界面自 动运行识别程序，最后以文本形式呈现识别结果。 关键词
3、：智能交通系统，图像预处理，字符切割，模板匹配，Matlab 设计 河南科技大学本科毕业设计（论文） I LICENSE PLATE RECOGNITION SYSTEM BASED ON MATLAB ABSTRACT With the continuous progress of the economy of our country, car ownership is rising gradually; intelligent traffic systems will become increasingly important for our lives. Car license plat
4、e recognition system is one of the core architecture of modern traffic management system, the requirements for a car license plate recognition technology in intelligent transportation system becomes more intelligent, digital and facilitation. Intelligent traffic system for vehicle license plate reco
5、gnition system also proposes different levels of requirements. Vehicle license plate recognition system consists of license plate image acquisition, license plate image preprocessing, license plate location, vehicle license plate character segmentation and vehicle plate character recognition consist
6、s of five main parts. Based on the license plate image preprocessing, license plate location and characters segmentation in three main link to a detailed description. License plate image preprocessing section after the entire image in grayscale using Roberts operators for edge detection and corrosio
7、n the entire image smoothing to remove small objects. In license plate locating using mathematical morphology method, cutting the corrosion or expansion algorithm to determine vehicle license plate location based on color distribution of licences signals accurately locate and cut the rectangular are
8、a contains only licensing information. Character segmentation using binary character boundary-scan vertical projection method, in line with the cutting conditions cutting again cutting out images of characters for the second cutting precisely cut out image contains a single character. The binary ima
9、ge separating the character is matched with the template of the set 河南科技大学本科毕业设计（论文） II order character in the template, and the template with the largest value of the pixel 0 is the result of the recognition. The system is in the Matlab R2016a version of the environment development and operation, t
10、he use of GUI simulation interface automatically run the identification process, and finally presented in the form of text recognition results. KEY WORDS: intelligent transportation system， image preprocessing， character cutting，template match，Matlab design 河南科技大学本科毕业设计（论文） III 目 录 前 言 1 一、研究背景 1 二、
11、研究目的及意义 . 2 三、国内外发展现状 . 3 四、主要应用领域 3 五、实现原理及方式 . 4 第 1 章 系统设计方案与流程 . 5 1.1 系统设计方案 . 5 1.2 系统设计流程 . 6 第 2 章 提取有效车牌区域 . 8 2.1 图像预处理 . 8 2.1.1 图像格式转换 8 2.1.2 图像灰度化处理. 8 2.1.3 边缘提取 10 2.2 车牌的定位和切割 . 13 2.2.1 图像处理 14 2.2.2 牌照区域切割 17 2.2.3 车牌进一步处理. 18 第 3 章 车牌字符分割与识别 . 22 3.1 车牌字符分割与归一化 . 22 3.1.1 牌照字符分割
12、22 3.1.2 车牌字符归一化. 25 3.2 车牌字符识别 . 27 第 4 章 GUI 仿真设计 . 30 4.1 Matlab GUI 设计 . 30 4.2 系统实现 31 4.3 GUI 仿真设计总结 34 河南科技大学本科毕业设计（论文） IV 第 5 章 设计结果分析 . 36 结 论 38 参考文献 41 致 谢 43 附 录 44 附录一：基于 Matlab 的车牌识别系统设计 GUI 仿真源程序 . 44 附录二：基于 Matlab 的车牌识别系统设计切割源程序 62 附录三：基于 Matlab 的车牌识别系统设计字符分割源程序 . 63 英文翻译 65 河南科技大学本科
13、毕业设计（论文） 1 前 言 车牌识别系统的设计是现代社会模式识别领域里的一个热门话题，它对 于智慧城市和智能交通系统甚至未来的无人驾驶都是一个核心的构架。本文 的目的是基于 Matlab 平台设计出一套车牌识别系统， 该系统的设计方法在智 慧城市和智能交通建设工程中具有重要的参考价值 1。 一、研究背景 随着社会的高速发展以及日新月异的变化，计算机技术、通信网络、自 动化网络等一系列高端技术也有了革命性的变化，人们的生活水平在党和政 府的正确带领下不断更上一层楼。我们的出行方式也随之发生了翻天覆地的 变化，从之前的普快到现在极速飞驰的高铁，从之前的自行车到现在的家庭 轿车。汽车的保有量越来越
14、多，对汽车的管理和信息的自动采集显得尤为重 要，这使得牌照识别系统逐渐成为模式识别系统中越来越重要的研究领域之 一。 车牌识别系统在国内外已经是一个热门的技术话题。国内外学者和专家 发表了许多研究文献，并且提出了相关的研究方法。其中最有影响力、应用 最为广泛的有 BP 神经网络识别和系统深度自学习识别等方法。 这些学者的研 究成果让车牌识别系统的准确率提高了一个台阶。 但是， 由于诸多因素影响， 目前的车牌识别系统准确率还是达不到理想要求中的 100%，所以车牌识别领 域吸引了更多学者和专家的高度关注。 现代化的智能交通系统（ITS Intelligent Traffic System）是在现
15、代 科学技术日益发达的社会条件下逐渐兴起的 2，这也逐渐成为现代道路交通 发展的必经之路。智能交通系统是利用现在的计算机处理、数据通信和自动 控制等一系列先进的高端技术整合得来的。它应用于停车场、高速路、城市 道路等地面交通管理系统，从而建立一种实时、安全、高效率的综合一体化 交管系统。这对智慧城市的发展、交通系统大数据的建立以及保障人们生活 安全做出了强有力的贡献。 在智能交通系统中，汽车牌照识别在整个系统中占据了主要地位。它 河南科技大学本科毕业设计（论文） 2 就是智能交通的一双慧眼，首先只有让双眼看到信息才能给智能交通系统的 大脑传达信息。 汽车牌照识别系统 （LPR） 可以实现对过往
16、车辆信息实时登记, 主要应用在重要道路、停车场等收费场合。对智慧城市建设来讲牌照识别可 以在智能小区、智能停车场、车流管理等发面发挥较大作用。汽车牌照识别 技术在另外的领域也有所建树，毕竟技术层面具有共通性。总而言之，汽车 牌照识别已经成为一个不可避免的火热话题和研究领域，它正在深入我们的 生活，服务我们的生活。 二、研究目的及意义 汽车牌照识别系统是以拍摄到的车牌图像为目标，运行一系列系统设定 好的处理步骤。 我们都知道每辆汽车都有一个牌照， 这也就像我们的身份证， 牌照也就是汽车的身份证，具有唯一性。利用牌照的唯一性运用模式识别、 计算机视觉处理、数字图像处理等高端技术来实现智能交通系统的运行。现 在我国的汽车牌照识别技术还不是特别完善，所以这也是制约我国智能交通 系统和智慧城市发展的关键所在。现在的车牌识别系统可以从拍摄的汽车图 像中自动识别提取出结果，这样可以很大限度地改变相关人员的工作效率。 牌照识别系统经过预先设定的算法运算后输出字符串结果，这样提高数据处 理能力的同时也便于后续工作的存储和管理。这是人工处理达不到
