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1、 . . . . / 28毕 业 论 文基于 MATLAB 的车牌识别系统中图像预处理研究 学学 院：院： 电电气工程学院气工程学院 专专 业业： ： 电电子信息工程子信息工程 _ 黎黎宾宾 学学 号号: P081613538 指指导导 文博文博 20XX5 月月 . . . . / 28基于 MATLAB 的车牌识别系统中图像预处理研究专业：电子信息工程 ：黎宾 指导文博摘 要 数字图像处理技术是自 1960 年以来发展起来的一门新兴学科,随着图像处理技术理论和方法的进一步完善,使得数字图像处理技术在许多领域得到了广泛的应用,并展现出广阔的应用前景。本文主要是研究车牌识别系统中一个重要的模块
2、图像预处理。为了使彩色图像减少存储信息,我们可以先对彩色图像进行灰度化,只保留该图像的亮度信息。本文通过传统的方法中值滤波和均值滤波对图像进行去噪,对结果比较分析,虽然中值滤波比均值滤波效果要好,但是图像还是含有较多的噪声。所以本文在小波变换的基础上进行了改进,图像经过小波变换后再进行中值、均值滤波去噪,这样也再次把中值、均值滤波进行对比。通过对效果图的分析和总结,改进后的去噪效果要比之前的更好,同时改进后的中值滤波还是比均值滤波好一些,因此基于小波变换的中值滤波是值得采用的。本文提出的针对车牌图像的预处理过程对灰度图像可以达到不错的效果,并且在一定的程度上解决了因外界因素而造成的车牌图像对比
3、度较低的问题。关键词 数字图像处理,预处理,中值滤波ABSTRACTDigital image processing technology is I emerging subject since 1960,the amelioration of image processing theory and methods gets the Digitalimage processing technology to be applied widely in many fields and present a broad application prospect in the days to come.
4、 . . . . I / 28This paper is mainly research vehicle plate recognition system a important moduleimage preprocessing.In order to make the color image to reduce the storage information, we can first on the gray of the color images, just retaining the brightness information of the image. This article t
5、hrough the traditional method of median filter and mean filter for image noise reduction to comparative analysis the result, although the effect of median filtering is better than the mean filter, the images still contain lots of noise . Therefore, this paper makes improvement on the basis of wavele
6、t transform , image after wavelet transform , noise reduction of the median filtering and mean filter. It compared the median filtering and mean filter once more . According to the effect graph analysis and summary, the effect of the improved noise reductionis better than before, at the same time, t
7、he improved median filtering is also better than the improved mean filter , so based on wavelet transform is worth the median filter.The idea of vehicle plate recognition system will earn a positive result as far as the pray image is concerned and, to some degree, resolve the problem evoked by inter
8、nal dampers. Key Words： ：Digital image processing,Pre-processing,Median filtering目 录1 绪论 11.1 课题的研究背景 11.2 车牌识别系统的原理 11.3 国车牌特征 21.4 本文的结构安排与主要工作 32 MATLAB 简介.5 . . . . II / 282.1 初识 MATLAB52.2MATLAB 的基本功能 63 图像灰度化与增强.73.1 灰度化 73.2 二值化 83.3 图像增强 10 图像增强的背景与定义 10 图像增强的意义 113.4 直方图 113.5 直方图均衡化 13 直方图
9、均衡化的背景 13 直方图修正技术的基础 14 直方图的均衡化 154 滤波去噪.184.1 中值滤波 18 中值滤波的定义 18 中值滤波的基本原理 184.2 均值滤波 19 均值滤波的定义 194.2.2 均值滤波的基本原理 204.3 基于小波变换的均值、中值滤波图像去噪 23 小波变换 23 对小波变换进行改进 244.4 小结 255 总结.28致 .29参考文献.30附 录.31 . . . . 0 / 281 绪论1.1 课题的研究背景随着经济的快速增长,汽车走进寻常百姓家庭已经是常事,汽车的拥有人数也不断的在刷新。进入 20XX 以来,全世界各国的交通堵塞、交通事故和环境污染
10、等问题越来越影响着人民经济水平的提高和生活质量的改善,人们也越来越重视城市道路的交通状况,怎样有效地改进交通管理,已经慢慢地成为相关部门关注的重点。面对这问题,研究技术人员将电子信息技术、计算机理论技术、传感器技术集成运用于道路交通的实际需求,先后研究开发了以下几种系统：交通道路监管系统、车辆控制系统和道路交通安全系统。此类系统将车辆和道路结合起来进行分析,运用各种先进的技术解决道路交通的问题,统称为智能交通系统Intelligent Transportation System,简称 ITS1。车牌识别VLPR 是智能交通系统中的一个重要组成部分,应用非常广泛。它是以数字图像处理、模式识别、计
11、算机视觉等技术为基础,对所拍摄的车辆图像或者视频序列进行分析,得到每辆汽车唯一的车牌,进而完成车牌识别的过程2。通过某些后续的处理办法可以实现很多功能,比如说停车位收费管理、车流量控制、车辆定位、车辆限行、车辆防盗、公路超速监管、闯红灯、公路收费站等等。对于车辆管理,防止交通堵塞,以便于更好的管理交通秩序有着实际意义。1.2 车牌识别系统的原理车牌识别系统主要是由图像预处理、车牌定位、图像采集、车牌识别、字符分割等环节组成,车牌识别系统的基本工作步骤是先把拍摄到的车辆车牌的图像输入计算机进行图像预处理,再通过车牌识别模块对车辆车牌进行定 . . . . 1 / 28位、识别、检测,并且分割出含
12、有车牌字符的区域,而后对该图像进行二值化处理,并将其分割成单个字符,规整后输入字符识别模块进行识别,之后把识别出来的结果存储到数据库里面。1.3 国车牌特征标准的车牌上的信息一般包含有七个字符,第一位字符为各省的简称,比如省简称甘、省简称青,次位为英文字母,它表示此省的地区,字母A都为各省份的省会,比如甘 A就代表的是的车牌,下一位为英文大写字母或者是数字,末四位字符一般情况下都为数字。如图 1.1 所示图 1.1 一般的标准车牌不同颜色的车牌具有不同特征,我国的车牌有以下四种类型:蓝底白字指的是小功率汽车的车牌,黄底黑字表示大功率汽车的车牌,而军警用的车牌是白底黑红字,黑底白字表示国外驻华使
13、馆用的车牌。如图 1.2 所示图 1.2 小功率车牌图 1.2 大功率车牌图 1.2 军警车牌图 1.2 驻华使馆车牌1.4 本文的结构安排与主要工作本文研究的只是车牌识别系统中图像预处理那一部分,图像预处理是车牌识别流程的第一步,处理效果直接影响到最后的结果,所以对图像进行预处理是很关键的一步。图像预处理包括图像灰度化、二值化、直方图均衡化、滤波去噪等。 . . . . 2 / 28第一章绪论部分。介绍了本论文研究的背景和意义；概述了车牌识别系统在国外的发展和应用现状；介绍了车牌识别系统的定义以及原理；具体给出本文研究的课题：图像预处理以及方法；最后给出了本文的容安排。第二章 MATLAB
14、简介部分。简单介绍了 MATLAB 的背景、特点及基本功能。第三章图像灰度化和图像增强部分。主要介绍了图像预处理的以下几种方法：灰度化、二值化、图像增强等。第四章滤波去噪部分。首先介绍了中值滤波、均值滤波,然后对各自处理的图像进行比较,之后还对小波变换进行改进,对结果再次进行比较。第五章小结部分。2 MATLAB 简介MATLAB 是目前最优秀的科学计算软件之一,也是许多科学领域中分析、应用和开发的基本工具。Matrix Laboratory 是 MATLAB 的全称,是由美国Mathworks 公司于上个世纪 80 年代推出的数学软件,最初它是一种专门运用于矩阵运算的软件,经过多年的发展,M
15、ATLAB 具有编写简单、代码效率高等优点,使得它在通信、信号处理、图像处理、经融计算等领域得到广泛应用3。2.1 初识 MATLABMATLAB 作为一款优秀的科学计算软件,是进行算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的交互式应用开发环境。全球许多科研工作者都在使用 MATLAB 产品来加快他们的科研进程,缩短数据分析和算法开发的时间,以便于他们能够尽快地研究出先进、高端的产品或者技术。与传统的 C 语言、C+和 Fortran 语言相比较,MATLAB 提供了高效快速解决各种科学计算问 . . . . 3 / 28题的方法。目前,MATLAB 产品已经被广泛认可为科学计算领域的标准软件
16、之一。MATLAB 已经被广泛地应用于许多不同领域,例如信号与数字图像处理领域、通信系统领域、经融数据分析领域以及生物科学领域等。MATLAB 有以下几个特点4：1 高级科学计算语言。2 代码、数据文件的集成管理环境。3 算法设计开发的交互式工具。4 用于线性代数、统计、傅立叶分析、滤波器设计、优化和数值计算的基本数学函数。5 2-D 和 3-D 数据可视化。6 创建自定义工程师图形界面的工具。7 与第三方算法开发工具C/C+、FORTRAN、Java、COM、Microsoft Excel集成开发基于 MATLAB 的算法。2.2MATLAB 的基本功能目前 MATLAB 的基本功能5如下：1 数学计算功能2 图形化显示功能3 M 语言编程功能4 编译功能5 图形用户界面开发功能6 Simulink 建模仿真功能 . . . . 4 / 287 自动代码生成功能3 图像灰度化与增强在实际应用中,很多时候因为拍摄环境的多变性,在自然条件下拍摄的车牌往往存在着各种各样的噪声,这样就使得对后期的车牌定位增加了难度,直接影响着字符的分割和准确的识别,因此,必须对原始图像进行图像预处理,使得图
