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1、 四川理工学院毕业设计（论文） 边缘检测技术在汽车牌照自动识别监控系统中的应用 四川理工学院自动化与电子信息学院 二00九年六月1摘 要 车牌识别是智能交通中关键技术之一。车牌识别系统一般包括车辆图像采集、车牌定位、字符分割和字符识别四个模块。本文在简单介绍车牌识别的四个模块的基础上，主要对车牌边缘检测进行了讨论，分析了Roberts算子、Sobel算子、canny算子、拉普拉斯(Laplacian)算子和Marr边缘检测算子。Roberts算子检测定位精度比较高，但对噪声敏感。Sobel算子可以产生较好的边缘效果，但是对噪声具有平滑作用，减小了对噪声的敏感性。但是，Sobel边缘检测算子也检
2、测出了一些伪边缘，使得边缘比较粗，降低了检测定位精度。canny算子能在噪声抑制和边缘检测之间取得较好的平衡，并能产生较细的边缘效果。故本文采用canny算子对车牌的边缘进行了提取，仿真结果表明了该算子能较好的检测出图片的边缘信息。关键词：车牌识别，车牌定位，字符分割，边缘检测ABSTRACT The car license recognition is one of key technologies in the intelligent transportation .The car license recognition system includes vehicles image gat
3、hering, the car license localization generally, the character division and the character recognition four modules.This article in the simple introduction car license recognition four module foundations, mainly has carried on the discussion to the car license edge examination, has analyzed the Robert
4、s operator, the Sobel operator, the canny operator, the Laplacian (Laplacian) operator and the Marr edge examination operator. The Roberts operator examination pointing accuracy quite is high, but is sensitive to the noise. The Sobel operator may produce the good edge results, but has the smoothing
5、effect to the noise, reduced to the noise sensitivity. But, the Sobel edge examination operator also examined some false edges, caused the edge quite to be thick, reduced the examination pointing accuracy. The canny operator can obtains the good balance between the noise abatement and the edge exami
6、nation, It can produce the thin edge results. Therefore this article used the canny operator to carry on the extraction to the car license edge, the simulation result has indicated this operator to be able the good examination picture edge information.Key words: car license recognition, car license
7、localization, character division, edge examination目 录摘 要IABSTRACTII第1章 引 言11.1 课题背景及研究意义11.2 国内外研究现状21.2.1 汽车牌照识别国内外研究现状21.2.2 边缘检测算法国内外研究现状31.3 我国汽车牌照识别的难点51.4 课题的主要研究内容6第2章 汽车图像的采集72.1常用的车辆检测方法72.2运动车辆检测算法概述72.2.1光流场法72.2.2帧差法82.2.3背景消减法82.3背景图像的提取与更新92.3.1背景图像的提取92.3.2背景图像的更新92.4有无车辆判定10第3章 车牌定位1
8、13.1 现行汽车牌照的规格113.1.1 现行汽车牌照的类型113.1.2 车牌字符特征123.1.3 车牌比例特征123.2 车牌的先验知识123.3车牌定位133.3.1直接车牌定位法143.3.2 多分辨率车牌定位法153.3.3基于数学形态学的车牌定位法16第4 章 车牌图像的边缘检测204.1 车牌图像的灰度化和二值化204.1.1 图像的灰度化204.1.2 图像二值化214.2 灰度变换增强224.2.1 灰度变换224.2.2直方图均衡化244.3 空间域滤波264.3.1 领域平均法264.3.2 高通滤波284.3.3 中值滤波284.4 简单边缘检测算子294.4.1
9、梯度算子294.4.2 拉普拉斯算子314.4.3 Marr边缘检测方法31第5章 canny边缘检测算法应用及仿真345.1 算法步骤345.2 实验结果分析36第6章 结束语38致 谢40参 考 文 献41附 录43V四川理工学院本科毕业（设计）论文45第1章 引 言1.1 课题背景及研究意义随着我国国民经济以及科学技术的高速发展，机动车数量不断增加，国内高速公路、城市道路、停车场建设越来越多，对交通控制、安全管理的要求也日益提高，智能交通系统(Intelligence Traffic System)，简称ITS。它已经成为当前交通管理的方向。所谓智能交通系统是将先进的信息技术、数据通讯传
10、输技术、电子控制技术及计算机处理技术等综合运用于整个交通运输管理体系，通过对交通信息的实时采集、传输和处理，借助各种科技手段和设备，对各种交通情况进行协调和处理，建立起一种实时、准确、高效的综合运输管理体系，从而使交通设施得以充分利用并能够提高交通效率和安全，最终使交通运输服务和管理智能化，实现交通运输的集约式发展1。我国从70年代开始在传统的交通运输和管理中应用了电子信息技术，随着社会的发展与进步，我国道路在未来20年内仍然处于建设阶段，这期间正是智能交通系统在全世界进入全面实施的阶段，因此我国需要根据公路交通的实际需要探讨在我国公路网中应用智能交通系统来提高交通效率，保障安全和保护环境。随
11、着社会的发展，多学科多领域的融合发展成为技术发展的新趋势。智能交通系统的发展趋势也从单一的运输模式的智能化向综合交通的多种运输模式协调配合的智能化方向发展。目前，铁路、航空、水运业都在考虑利用智能运输系统的先进技术改造传统的运输方式，智能交通系统将起到越来越重要的作用。车辆牌照的自动识别是计算机视觉与模式识别技术在智能交通领域结合应用的重要研究课题之一，是实现交通管理智能化的重要环节。车牌识别系统(License Plate Recognition，简称LPR)具有广泛的应用范围，主要应用于：高速公路收费、道路交通监控管理、交通事故现场勘察、违章管理；小区、停车场管理；车辆登录、验证；车辆统计
12、、安全管理2。对提高这些场所交通系统的管理水平和自动化程度具有重要的意义和巨大的经济价值。车辆牌照图像识别也是计算机智能化的关键技术之一，涉及到模式识别、图像处理、人工智能、信息论、计算机等多个学科，同时也与语言文字学和心理学等学科相关，是一门综合的技术，有着重要理论意义和实际应用价值。1.2 国内外研究现状1.2.1 汽车牌照识别国内外研究现状从20世纪90年代初(1988年)，国外的研究人员就己经开始了对车牌自动识别的研究，其主要途径就是对车牌的图像进行分析，自动提取车牌信息，确定汽车牌号。在车牌识别过程中，也出现了很多的技术方法，有人使用模糊数学理论，也有人用神经元网络的算法来识别车牌中
13、的字符，但由于外界环境光线变化、光路中有灰尘、季节环境变化，以及车牌本身比较模糊等条件的限制和影响，使得LPR系统一直以来都是一个不能很好解决的问题，而且很多的方法都需要大量的数值计算，并没有考虑到实时处理的环境。为了解决图像恶化的问题，目前国内外的研究机构或公司企业采取的办法是采用主动红外照明摄像或使用特殊的传感器来提高图像的质量，继而提高识别率。国内外现有的一些类似产品主要有：以色列Hi Tech公司的See/Car System系列产品，香港 Asia Vision Technology公司的VECON产品，新加坡Optasia公司的VLPRS产品等，其中VECON和VLPRS产品主要适
14、合于香港和新加坡的车牌，Hi Tech公司的See/Car System有多种的变形产品来分别适应某一个国家的车牌，See/Car Chinese系统可以对中国大陆的车牌进行识别，但也有很大的缺陷，而且不能识别车牌中的汉字，另外日本、加拿大、德国、意大利、英国等各个西方发达国家都有适合于本国车牌的识别系统。各个国家的产品虽然不同，但基本上都是基于车辆探测器的系统，设备投资较大，其中的车辆探测器主要有：踏板式探测器、光探测器、微波雷达通过型探测器、压力探测器、声控探测器、红外探测器、电磁感应环探测器、测速雷达探测器、磁强探测器和压敏探测器等。国内做得较好的产品主要有中科院自动化研究所汉王公司的“汉王眼”，北京信路威，昆明利普视觉，沈阳聚德。除此之外国内的亚洲视觉科技有限公司、深圳市吉通电子有限公司、中国信息产业部下属的中智交通电子系统有限公司等也都有自己的产品。另外西安交通大学的图像处理与识别研究室、上海交通大学的计算机科学与工程系、清华大学人工智能国家重点实验室、浙江大学的自动化系等也都做过类似的研究。通常处理时为了提高系统的识别率，都采用了一些硬件的探测器和其它的辅助设备如红外照明等，其中“汉王眼”就是采用主动红外照明和光学滤波器来减弱可见光的不可控制的影响，减小恶劣气候和汽车大小灯光的影响。1.2.2 边缘检测算法国内外研究现状
