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1、华 北 水 利 水 电 学 院 毕 业 设 计 任 务 书 设计题目：设计题目： 数字图像处理应用开发数字图像处理应用开发 车牌字符分割系统的设计车牌字符分割系统的设计 专 业：测控技术与仪器 班级学号： 姓 名: 指导教师： 设计期限： 2011 年 2 月 21 日开始 2011 年 5 月 22 日结束 院、系： 机械学院 2011 年 2 月 20 日 一、毕业设计的目的 随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展，使得许多领域迫切需要应 用图像处理技术。数字图像处理技术的应用空间也越来越广阔，这就使得数字图像处理 向更高、更深层次发展。论文通过对数字图像系统的设计和开发来完成某
2、些具体功能， 涵盖了人工智能、模式识别、计算机视觉和计算机图形学等多个专业学科。期望通过此 次毕业论文学习，引导和激励学生实事求是、刻苦钻研、勇于创新、多出成果、提高素 质，旨在培养大学生对知识的把握和创新能力，以及从事科学研究的能力。 二、主要内容 首先介绍了 MATLAB 软件和数字图像处理的基本理论知识，在此基础上进行了数字图 像处理软件及图形界面的设计。根据给定的任务要求选择合适的图像处理方案，进行系 统软件编程。具体内容如下： 1、车牌图像预处理技术的研究 2、车牌字符分割 三、重点研究问题 1、将车牌分成单个字符前地预处理 2、基于垂直投影法的车牌字符分割算法的研究 3、基于固定边
3、界法的车牌字符分割算法的研究 4、在分析了前两种方法的优缺点后，提出了将两者结合的改进的投影法。 5、设计车牌字符分割系统的总体框架结构，建立软件图形化界面。 四、主要技术指标或主要技术参数 通过对设计内容的了解，深入学习数字图像处理相关内容的研究方法，在大量阅读 相关课题的论文专著和参观的基础上，掌握先进的专业知识和研究方法，设计出系统的 功能模块，编制软件程序，并进行综合调试，圆满完成毕业论文。 五、设计成果要求 1、在设计初期阶段进行认真调研。在调研和充分理解课题内容和要求的基础上，写 出 3000 字左右的开题报告(其中包括文献综述)。要求查阅文献在 10 篇以上，开题报告中 引用的文
4、献资料在 5 篇以上。 2、在设计初期进行毕业实习，实习时间为 2 周左右。实习过程应听从指导教师的指 挥，写出实习日记。实习结束后，对实习过程进行总结，提交实习报告（不少于 2000 字） 。 3、在设计过程中，能运用一门外语翻译与课题有关的外文资料。要求译文准确、通 顺，字数在 3000 汉字以上。 4、在毕业设计后期，提交毕业设计论文一本。要求内容完整，含中外文摘要，条理 清楚，文字通顺，书写规范。要求中文摘要字数在 400 字左右，关键词 35 个，论文正 文字数应在 10000 字以上。 5、提交设计部分的软件源码。 六、其它 数字图像处理应用开发数字图像处理应用开发 毕业设计小组进
5、程表 时间：第 114 周（含 2 周实习） 、14 周答辩 2 月 21 号5 月 22 号 第 12 周 （2.213.6） 进行调研，收集与课题相关资料，熟悉课题所需相关知识，初 拟论文方案。 熟悉数字图像处理理论和相关应用工具软件 MATLAB，收集素 材。 完成相关英文资料翻译。 第 34 周 (3.73.20) 毕业实习，了解各种数字图像处理系统的开发和实际应用特点、 工作原理及与专业有关知识，开阔眼界，进一步收集资料。 第 56 周 （3.214.3） 写出开题报告(文献综述)、实习报告。 确定总体设计方案。 第 78 周 （4.44.17） 研究 MATLAB 数字图像处理基础
6、，掌握 GUI 开发应用程序的方 法。 第 910 周 （4.184.29） 利用 MATLAB 编写功能模块代码的编写，设计系统运行界面， 进行软件调试、修改，打印程序清单 第 1113 周 （5.25.22） 编写和修改毕业论文，准备答辩 第 14 周 （5.235.27） 答 辩 华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告 2011 年 03 月 25 日 学生姓名学号专业测控技术与仪器 题目名称数字图像处理应用开发车牌字符分割系统的设计 课题来源自选 主 要 内 容 （一）设计的背景、目的及意义 随着社会的发展，信息化的到来，人们的出行方式有了很大的变
7、化，从 自行车到摩托车，又到现在最普遍的火车、汽车，尤其是汽车，已经正在成 为家庭必备的交通工具，越来越多的汽车涌入了街道、马路上，而如何管理 好这些汽车成为了政府考虑的问题，智能交通系统（Intelligent Transport System，ITS）应运而生，该系统利用了计算机、通信、和网络 等现代化资源，具有高效、准确、实时等特点。 智能交通系统作为一个概念最早出现于 20 世纪 90 年代初期，但其技术 雏形却可以追溯到 20 世纪 60 年代，不过当时并没有得到重视。而随着汽车 成为现代社会的主要交通工具，对它的信息进行自动采集和管理就变得越来 越重要。目前，很多国家都投入了大量的
8、人力物力来发展 ITS，走在了世界 前列的有美、日、欧等发达国家和地区。 而车牌识别系统是智能交通系统中的一个关键的技术，车牌是车辆的唯 一标识，只有识别出车牌号码才能确认车辆的主人，从而更好的管理、约束 车辆的运行，避免交通事故的发生或者对违反交通规则的车主进行处罚。 车牌字符的分割则是联系整个系统关键的一环，该环节将定位后的车牌 中的字符分割为单一的字符，只有将车牌正确分割，才能为下一步的字符识 别打好基础，如果字符分割效果不好，必将对车牌的识别带来很大的难度， 所以一个好的字符分割方法对车牌识别系统有着重要的意义。 （二）国内外发展现状 字符分割的任务是将车牌中的字符全部一一切分为单一的
9、字符，字符分 割的优良直接影响着字符识别的正确率，但由于各种原因，字符分割很难达 到完美，因为它会受到环境、车牌的完好性、车牌的类型等多种因素的影响， 使得字符分割的复杂性大，没有一种特定的完美的方法可以使用，目前字符 分割的算法还需不断地完善，目前，针对车牌的特征，人们提出了几种字符 分割的算法：基于车牌固定位置的分割算法、基于垂直投影的分割算法、和 基于拓扑结构的分割算法、车牌字符分割的模板匹配算法、基于聚类分析的 车牌字符分割方法等。但这些方法多是针对特定的环境的方法，可移植性不 高，仍然需要改进。 （三）本文设计内容 由于车牌的二值图像质量的好坏对车牌地字符分割很重要，因而本文会 对车
10、牌二值化后重点研究了车牌的去噪处理的方法，然后提出两种字符分割 算法，分别为垂直投影法和固定边界法，并在分析了这两种方法的优缺点后 提出了一种改进的垂直投影法。另外，本文在完成了对字符分割算法的研究 后，还将根据算法利用 GUI 程序设计工具设计了一个简单的图形用户界面。 针对二值图像的去噪处理，本文将分别进行开运算、闭运算、去除边框 和去除圆点等处理。其中开运算可以把比结构元素小的突刺滤掉，切断细长 搭接而起到分离作用；闭运算则可以把比结构元素小的缺口或孔填充上，搭 接短的间断而起到联通作用；去除边框则是根据车牌的特点分别找到车牌字 符的左右、上下端，从而去除车牌边框对字符分割时的影响；去除
11、圆点同样 是根据车牌的标准找到车牌的原点位置而将起强行抹黑，从而达到消除其对 车牌分割时的影响。 针对车牌的字符分割算法，本为将提出垂直投影法和固定边界法两种方 法，并在分析其优缺点后提出了改进的垂直投影法。单纯的垂直投影法只有 在字符间没有一点粘连和断裂的情况下才能达到预期的目的，而固定边界法 对车牌的边界定位有很高的要求，否则会很容易出现字符分割错误的现象， 本文将要把这两种方法结合，预期可以达到比单纯用两种方法中的一种的效 果要好。 针对图形用户界面，本文将设计一个简单易用且功能齐全的 GUI 界面， 该界面功能包括：打开待分割界面、图像的灰度化、图像的二值化，图像的 开运算、图像的闭运
12、算、去除边框、去除圆点、计算行方向像素点和、计算 列方向像素点和、投影法效果、固定边界法效果和改进法效果以及退出键。 采取的主 要技术路 线或方法 1，图像灰度化 2，图像二值化 3，对图像进行开闭运算 4，利用投影及车牌先验知识对车牌预处理 5，改进的投影法分割图像 6, 利用 MATLAB 中 GUI 开发应用程序设计 GUI 图形界面 预期的成 果及形式 可以对普通蓝底白字车牌实现分割，将有多个字符的图像切割为单个字 符，并做出一个与字符分割程序相对应的图形用户界面。 时间安排 第 12 周（2.213.6）：进行调研，收集与课题相关资料，熟悉课题 所需相关知识，初拟论文方案。熟悉数字图
13、像处理理论和相关应用工具软件 MATLAB，收集素材。完成相关英文资料翻译。 第 34 周(3.73.20)：毕业实习，了解各种数字图像处理系统的开发 和实际应用特点、工作原理及与专业有关知识，开阔眼界，进一步收集资料。 第 56 周（3.214.3）：写出开题报告(文献综述)、实习报告。确定 总体设计方案。 第 78 周（4.44.17）：研究 MATLAB 数字图像处理基础，掌握 GUI 开发应用程序的方法。 第 910 周（4.184.29）：利用 MATLAB 编写功能模块代码的编写， 设计系统运行界面，进行软件调试、修改，打印程序清单。 第 1113 周（5.25.22）：编写和修改
14、毕业论文，准备答辩。 指导教师 意见 签 名： 年 月 日 备注 参考文献： 1张云刚，张长水利用 Hough 变换和先验知识的车牌字符分割算法. 清华大学自动化系信息处理研究所，计算机学报，2004,27(1)：130 2迟晓君，孟庆春基于投影特征值的车牌字符分割算法J.计算机应 用研究，2006，7(1)：256-257。 3吴进军，杜树新车牌字符分割新方法J，工业控制计算机， 2005，18(4)：69-70。 4王兴玲最大类间方差车牌字符分割的模板匹配算法J 计算机工程， 2006，32(19)：193-195。 5赵海燕，马驷良，顾玲嘉基于最小面积法进行的车牌字符分割J. 长春理工大
15、学学报，2006，29(3)：45-47。 6陈黎，黄心汉，王敏等基于聚类分析的的车牌字符分割方法J.计 算机工程与应用，2002，29(3)：45-47。 7杨高波，杜青松MATLAB 图像、视频处理应用及实例.电子工业出 版社，2010,1:23，31。 8章毓晋图象处理和分析M清华大学出版社，2001：254-277。 9刘卫国MATLAB 程序设计教程中国水利水电出版社，2010。 10李云车牌定位与字符分割算法的研究及实现成都：电子科技大 学，2010:21-23。 11马婉婕车牌识别系统中字符分割的研究与实现上海：复旦大学， 2009 12白建华车牌字符分割及识别算法研究西安：西安
16、电子科技大学， 2010 13邹永星车牌字符分割方法的研究湖南：湖南师范大学，2008 14中华人民共和国公共安全行业标准ICS 43.040.60GA362007 15历旭基于神经网络的车牌识别系统的研究与设计，武汉:武汉理工 大学，2002 摘要 随着社会的发展，车辆将越来越多，为了更好地管理车辆，智能交通系统将是发展 的方向，而车牌自动识别系统是智能交通系统中一个重要的环节，它主要包括三个关键 技术：车牌区域定位、车牌字符分割和车牌字符识别。本文针对车牌自动识别系统中关 键技术之一的车牌字符分割部分做了深入的研究。 首先，要想将车牌图像正确地分割，必须得到质量较好的车牌二值图像，因此本文 对车牌字符分割前的预处理进行了较深入研究，尤其是车牌图像二值化后的去噪处理， 包括开闭运算、去除边缘、去除圆点等。 其次，在字符分割算法中，给出两
