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1、 基于MATLAB的车牌号码识别 摘要：闯红灯，交通事故等是日常交通交通管理当中比较常见的违章现象，而每一辆骑车都有其唯一的标识，那就是车牌号码。车牌号码识别技术能有效的迅速识别出当事车辆，为交通管理提供了很大的便利。 车牌号码识别系统软件部分由图像采集、图像预处理、字符分割、车牌定位、字符识别这几个主要部分组成，本文的研究是基于MATLAB上实现图片处理完成车牌号码识别的，利用图像为度化和使用Roberts算子进行边缘检测完成图象预处理，利用数学形态发完成对车牌的定位与分割，利用车牌彩色信息的彩色分割法来完成车牌部位分割，利用二值化后的车牌部分进行垂直投影，然后在对垂直投影进行扫描，以此完成
2、对字符的分割。关键字：图象预处理、字符分割、车牌定位、字符识别、MATLAB License plate recognition based on MATLABAbstract： Running the red light, traffic accident is the daily traffic management among the more common violation phenomenon, each bike has its unique identity, and that is the license plate number. Vehicle license plate
3、 recognition technology can rapidly identify effective out of the vehicle, and provides great convenience for traffic management.Vehicle license plate recognition system consists of image acquisition, image preprocessing, license plate location, character segmentation,character recognition in the fo
4、llowing parts, the research of this paper is implemented on the MATLAB image processing to complete the vehicle license plate recognition based on image, use for the degree and the Roberts edge detection operator to complete the image pretreatment, using mathematical send the completed form to the l
5、icense plate location and segmentation, color segmentation method using color information of the license plate to complete part segmentation, using two values of license plate of vertical projection, and then on the vertical projection of the scanning, thereby completing the character segmentation.K
6、eywords: image preprocessing, license plate location, character segmentation, character recognition, matlab 目 录第一章 绪论21.1 本文研究背景21.2 MATLAB简介21.3 车牌识别系统现状21.3.1 车牌号码识别原理21.3.2 国内外车辆牌照识别技术现状21.3.3 车牌识别技术的应用情况与发展趋势21.4 主要的研究内容21.5 系统的框架与特点11.5.1 车辆检测跟踪模块21.5.2车牌定位模块21.5.3 车牌矫正及精定位模块21.5.4车牌切分模块21.5.5车
7、牌识别模块21.5.6车牌识别结果决策模块2第二章 系统总体设计22.1 车牌识别系统的总体设计22.2 系统的硬件设计22.3 系统的软件设计22.4 本章小结2第三章 车牌定位23.1 车辆图像预处理23.1.1 图像灰度化33.1.2 灰度拉伸33.1.3 图像平滑33.1.4 边缘提取33.2 车牌初步定位33.2.1 结构元素的选取33.2.2 提取候选区域33.3 车牌精确定位33.3.1 车牌水平方向的定位算法33.3.2 车牌垂直方向的定位算法33.4 本章小结3第四章 车牌字符切分34.1 车牌字符切分综述34.2 车牌二值化34.2.1 图像二值化的基本原理34.2.2 O
8、tsu 算法34.2.3 改进的 Otsu 算法34.3 倾斜校正44.4 字符切分44.5 本章小结4第五章 车牌字符识别45.1 车牌字符识别综述45.2 模板匹配字符识别45.2.1 模板匹配字符识别简介45.2.2 创建匹配模板45.2.3 提取车牌特征45.2.4 模板匹配45.3 基于神经网络的车牌字符识别45.4 本章小结4第六章 系统测试及分析46.1 测试平台MATLAB简介46.2 测试结果分析46.3 本章小结4第七章 结论与展望57.1 总结与讨论57.2 展望5致谢5参考文献5附录 程序清单5第1章 绪论1.1 本文研究背景随着交通运输的不断发展，交通管理的智能化越来
9、越重要，汽车牌照识别系统技术对于很多领域具有广阔的应用前景。该技术应用范围非常广泛, 其中包括: (1) 交通流量检测； (2)交通控制与诱导；(3) 机场、港口等出入口车辆管理；(4) 小区车辆管理；(5) 闯红灯等违章车辆监控；(6) 不停车自动收费；(7) 道口检查站车辆监控；(8) 公共停车场安全防盗管理；(9) 计算出行时间；(10) 车辆安全防盗、查堵指定车辆等。其对于交通管理、治安处罚等工作的智能化起着十分重要的作用。车牌识别系统主要由车牌定位、字符分割、字符识别三个部分构成，当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元，采集当前的视频图像。牌照识别单元对图像进行处理，定位出牌
10、照位置，再将牌照中的字符分割出来进行识别，然后组成牌照号码输出。车牌识别系统目前已经得到了广泛的应用，本文将一步一步讲解该技术的关键部分。1.2 MATLAB简介 本文的研究是基于MATLAB上实现的，MATLAB是一种流行的工程软件，可以应用于科学计算、控制系统设计与分析、数字信号处理、数字图像处理、通讯系统仿真与设计、金融财经系统分析等领域。MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，它的首创者是数值线性代数领域颇有影响的Cleve Moler博士，他也是生产经营MATLAB产品的没过Mathworks公司的创始人之一。MATLAB是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据
11、。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而使其被广泛的应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作中，而且利用MATLAB产品的开放式结构，用户可以非常容易地对MATLAB的工程进行扩充，从而在不断深化对问题认识的同时，逐渐完善MATLAB产品以提高产品自身的竞争能力。1.3 车牌识别系统现状1.3.1车牌号码识别原理 车辆牌照识别系统的基本工作原理为：将摄像头拍摄到的包含车辆牌照的图像通过视频卡输入到计算机中进行预处理，再由检索模块对牌照进行搜索、检测、定位，并分割出包含牌照字符的矩形区域，然后对牌照字符进行二值化并将其分割为单个字符，
12、然后输入JPEG或BMP格式的数字，输出则为车牌号码的数字。我们知道输入的彩色图像包含大量颜色信息，会占用计算机较多的存储空间，且处理时也会降低系统的执行速度，因此对图像进行识别等处理时，通常将彩色图像转换为灰度图像，以加快处理速度。对图像进行灰度化处理、边缘提取、再利用形态学方法对车牌进行定位。具体步骤如下：首先通过MATLAB软件对图像进行灰度转换，二值化处理然后采用4X1的结构元素对图像进行腐蚀，去除图像的噪声。采用25X25的结构元素，对图像进行闭合应算使车牌所在的区域形成连通。在进行形态学滤波去除其它区域。汽车牌照识别一般只要分为间接法和直接发两种:间接法是基于IC卡鉴别(REID)
13、或基于条码的识别。直接法是基于图像的汽车牌照识别。1、间接法:指通过识别安装在汽车上的IC卡或条形码中所存储的车牌的信息来识别车牌及相关信息。IC卡技术识别准确度高，运行可靠，可以全天候作业，但它整套装置价格昂贵，硬件设备十分复杂，不适用于异地作业;条形码技术具有识别速度快、准确度高、可靠性强以及成本较低等优点，但是对于扫描器要求很高。此外，二者都需要制定出全国统一的标准，并且无法核对车、条形码是否相符，也是技术上存在的缺点，这给近期在短时间内推广造成困难。 2、直接法:基于图像的车牌识别技术属于直接法，是一种无源型汽车牌照智能识别方法，能够在无任何专用发送车牌信号的车载发射设备情况下，对运动
14、状态车辆或静止状态车辆的车牌号码进行非接触性信息采集并实时智能识别。与间接法识别系统相比，首先，这种系统节省了设备安置及大量资金，从而提高了经济效益;其次，由于采用了先进的计算机应用技术，所以可提高识别速度，较好地解决实时性问题;再次，它是根据图像进行识别，所以通过人的参与可以解决系统中的识别错误，而其他方法是难以与人交互的。 1.3.2 国内外车辆牌照识别技术现状 车牌自动识别技术的研究国外起步地较早。早在20世纪80年代，便有一些零零散散的图像处理方法用于车牌自动识别的某些具体应用。在这个阶段，车牌自动识别技术的研究还没有形成完整的系统体系，一般采用简单的图像处理方法来解决某些具体问题，并
15、且最终结果通常需要人工干预。进入20世纪90年代后，车牌自动识别的系统化研究开始起步。典型的如A.S.Johnson等提出车辆牌照的自动识别系统分图像分割、特征提取和模板构造、字符识别等三个部分，完成车牌的自动识别。R.A.Lotufo使用视觉字符识别技术分析所获得的图像，首先在二值化图像中找到车牌，然后用边界跟踪技术提取字符特征，再利用统计最邻近分类器与字符库中的字符比较,得出一个或几个车牌候选号码，最终确定车牌号码。这个时期的应用在识别正确率方面有所突破，但还没有考虑识别实时性的要求，识别速度有待进一步提高。由于我国的车牌格式和国外有较大的差异，所以对于国外的车牌识别系统的研究技术，我们只能进行参考，不能进行直接应用。虽然我国车牌的识别需要识别汉字，但是对于英文字母和数字的识别，我们可以借鉴国外的研究技术。从80年代中期开始，ARGUS英国Alphatech公司就开始了名为RAUS的
