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1、湖南大学 硕士学位论文 车辆牌照自动识别系统设计及算法研究 姓名：杨能 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：李仁发;杨海余 20061220 车辆牌照自动识别系统设计及算法研究 III 摘 要 基于图象处理的车辆牌照自动识别是计算机视觉与模式识别技术在智能交通 领域的重要应用，是实现交通管理智能化的重要环节。论文对虚拟仪器环境下的 车辆牌照自动识别系统结构及相关算法进行了研究，详细讨论了基于虚拟仪器的 图像采集、车牌定位、字符分割和字识别技术，并采用 VI 与 IMAQ 技术实现了车 辆牌照自动识别系统。 论文主要研究内容包括以下几个部分：(1)设计了车辆牌照自动识别系统的体
2、系结构。 介绍了系统工作的功能模块和硬件构成及基于 LabVIEW 的车牌图像识别 的步骤与方法。 (2)提出了一种基于车牌字符垂直纹理的定位法，通过图象预处理、 边缘检测、图象增强，运用字符纹理特征进行车牌的准确定位。(3)提出一种多角 度平行线扫描车牌法进行车牌的水平分割算法，并利用变长模板匹配进行垂直分 割，具有运算量小，识别速度快的特点。(4)提出了一种改进模板匹配方法“带惩 罚因子的中心模板匹配法”来进行字符识别。该算法运算快捷，建立模版方便， 在基本的模版匹配基础上加入严厉的惩罚，提高了字符识别的准确率。(5)设计了 基于虚拟仪器技术的硬件图象采集系统，结合 NI- IMAQ 编写
3、了 LabVIEW 图象处 理程序，从而实现了车牌自动识别系统。 本系统通过在高速公路车辆监控的应用实验，结果表明提出的车牌定位、字 符分割、字符识别等算法能够快速稳定地识别各种车牌，识别率达到 90%以上。 利用虚拟仪器技术能更方便的实现车辆牌照的自动识别，缩短了系统开发时间、 提高了系统的柔性和实时性，能稳定的在户外工作。 关键词：图象处理；虚拟仪器；汽车牌照；牌照识别；机器视觉；NI- IMAQ 车辆牌照自动识别系统设计及算法研究 V Abstract The vehicles license plate automatic recognition based on the image
4、processing is an important application of the computer vision and the pattern recognition technology in the intelligent transportation domain. The thesis has studied the system structure and some related algorithms for a vehicles license plate automatic recognition system. The image collection, the
5、car license localization, the character division and the character recognition technology are discussed in detail based on virtual instrument technology. Finally, a vehicle license plate recognition system is implemented by using VI technology with IMAQ. The thesis includes the following main parts：
6、(1)A system structure of vehicles license plate automatic recognition system is presented, then the main function modules, the hardware co n s t r u c t i o n, and an implementation method and process by LabVIEW are introduced. (2) Proposed a car license character vertical texture locating method, t
7、hrough the image pretreatment, the edge examination, accuracy applying the vertical texture to carry out a license fixes position. (3) Proposed a multi- angle parallel line scanning method license plates of level segmentation algorithm, and the use of variable- length template matching vertical spli
8、t, obtains a small amount of computation and a fast speed of recognition. (4) Proposed an improved template match method “ punitive in the center of template matching factor” carries on the character recognition. This algorithm is fast, convenient template established in the basic template matching
9、based on a severe punishment., and improved the accuracy of character recognition. (5) Designed a hardware image gathering system based on the virtual instrument technology and compile the LabVIEW image processing program with NI- IMAQ, thus achieving automatic vehicles license plate recognition sys
10、tem. Through the application experiment in the highway vehicles monitoring, finally results indicated that the proposed algorithm including car license localization, character division, character recognition and so on can fast stably distinguish each kind of car license, the recognition rate achieve
11、s above 90%, and improved that using virtual instrument technology can facilitate the realization of the automatic vehicle identification system, shortened the development time, enhanced the flexibility and real- time performance of the system, the system can keep working outdoors. Key Words: Image
12、Processing; Virtual Instrument; Vehicle license; License Plate Recognition; Machine Vision; NI- IMAQ 车辆牌照自动识别系统设计及算法研究 III 插图索引 图 2 . 1 V I的内部功能划分 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 图 2 . 2 虚拟仪器硬件组成结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13、. . . . . . . . . . . . . . . 1 0 图 3 . 1 彩色图像原图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 图 3 . 2 分别按 L u m i n a n c e 和红色平面抽取后得到的灰度图 . . . . . . . . . . . . . 2 3 图 3 . 3 中值滤波示意图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14、. . . . . . . . . . . . . 2 4 图 3 . 4 不同滤波方法的边缘效果图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 图 3 . 5 灰度化( 左) 和中值滤波( 右) 效果图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 图 3 . 6 灰度图边缘与导数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15、. . . . . . . 2 5 图 3 . 7 几种微分算子. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 图 3 . 8 通过边缘检测后的图象 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 图 3 . 9 图象增强后的效果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16、. . . . . . . . . . . . . . . 2 8 图 3 . 1 0 车牌区域跟踪结果图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 图 3 . 1 1 提取的车牌. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 图 4 . 1 “0 ”模版示意图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 8 图 4 . 2 模板匹配流程图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
