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1、基于MATLAB车牌图像识别的设计与实现摘 要车牌图像识别系统是现代智能交通管理的重要组成部分之一。车牌识别系统使车辆管理更智能化，数字化，有效提升了交通管理的方便性和有效性。车牌识别系统主要包括了图像采集、图像预处理、车牌定位、字符分割、字符识别等五大核心部分。本文主要介绍图像预处理、车牌定位、字符分割三个模块的实现方法。其中图像预处理模块是将图像灰度化和用Roberts算子进行边缘检测。车牌定位和分割采用的是利用数学形态法来确定车牌位置，再利用车牌彩色信息的彩色分割法来完成车牌部位分割。字符的分割采用的方法是以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，从而完成字符的分割。最
2、后使用MATLAB软件环境进行字符分割的仿真实验，结果表明该方法具有良好的性能。关键词：图像处理，车牌定位，字符分割The Design and Implementation of License Plate Image Recognition Based on MATLABABSTRACTLicense plate image recognition is an important of the modern intelligent traffic management. License plate recognition system to make more intelligent ve
3、hicle management, digital, Effective traffic management to enhance the convenience and effectiveness. License plate recognition system includes image acquisition, image preprocessing, license plate localization, character segmentation, character recognition and other five core parts. In this paper,
4、preprocessing, license plate localization, character segmentation method for the realization of three modules. This is the image preprocessing module and the use of the image grayscale Roberts edge detection operator steps. License plate location and segmentation using mathematical morphology method
5、 is used to determine the license plate location，Re-use license plate color segmentation method of color information to complete the license plate area segmentation. Character segmentation approach is based on the license plate after the binary part of the vertical projection, Then scan in the verti
6、cal projection, thus completing the character segmentation. This article is described for the core part and use the MATLAB software environment, the simulation experiments for character segmentation.Key words: plate recognition, location, character segmentation目 录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 车牌图像识别研究的背景11.
7、2 研究车牌图像识别的目的和意义21.3 车牌号识别技术研究现状和趋势31.3.1 国内外车牌图像识别研究现状31.3.2 我国车牌特点31.3.3 车牌图像识别技术的应用前景41.3.4 车牌图像识别技术的发展趋势51.4车牌图像识别研究内容52车牌识别系统设计原理概述72.1 车牌在图像中的位置提取72.2 字符分割82.3 字符识别83车牌识别系统程序设计103.1 开发环境的选择103.2 设计方案103.3 图像预处理113.3.1 图像灰度化113.3.2 图像的边缘检测123.4 车牌定位和分割153.4.1 车牌定位153.4.2 车牌位置提取173.4.3 对定位后的彩色车牌
8、进行进一步的处理173.5 字符分割与归一化183.5.1 字符分割183.5.2 字符归一化193.6 字符识别194 实验结果及分析215 展望与总结23致 谢24参考文献25附录2633基于MATLAB车牌图像识别的设计与实现1 绪论1.1 车牌图像识别研究的背景现代社会已进入信息时代，随着计算机技术、通信技术和计算机网络技术的发展，自动化信息处理能力和水平不断提高，作为现代社会主要交通工具之一的汽车在人们的生产生活的各个领域得到大量使用，对他的信息进行自动采集和管理具有十分重要的意义，成为信息处理技术的一项重要研究课题。此外，智能交通系统，简称ITS（Intelligent Traff
9、ic System）已成为现代社会道路交通发展趋势。只能交通系统，是在当代科学技术高速发展的背景下产生的。其目标在于将现金的计算机处理技术、数据通信技术、自动控制技术等综合应用于地面交通管理体系，从而建立起一种高效、准确、实时的交通管理系统。公路交通基础建设的不断发展和车辆管理体制的不断完善，为以视觉监控为基础的智能交通系统的实际应用打下了良好基础。在智能交通系统中，车牌图像自动识别系统是一个非常重要的发展方向。车牌自动识别系统简称ALPRS或LPRS，该系统可以对车辆进行自动登记、验证、监视、报警。系统应用场合包括：高速公路，桥梁，隧道等收费管理系统。城市交通车辆管理，智能小区、智能停车场管
10、理，车牌验证，车流统计等。同时，汽车牌照自动识别的基本方法还可以应用到其他检测和识别领域，所以车牌自动识别问题已成为现代交通工程领域中研究的重点和热点问题之一。车牌识别系统是一项科技含量很高的多种技术结合的产品，主要有计算机视觉、数字图像处理、数字视频处理、模式识别等技术组成。也是智能交通系统的核心技术，产生于60年代。在80年代，由于城市交通问题日益严重，美国和欧洲许多国家投入了大量的人力和物力，建立了自动化高速公路网，安装了摄像、雷达探测系统和光纤网络，建立智能交通系统。在美国、欧洲、日本等发达国家的带动下，世界各国也开始建立智能交通系统。由于公路车流量日益增大、道路交通日益拥挤，车辆管理
11、相对越来越困难，因此各个发达国家和发展中国家都在积极建设适应未来交通运输需求的智能交通系统车牌图像识别的难点：（a）由于车牌图像多在室外采集，会受到光照条件、天气条件的影响，会出现图像模糊，对比度低，目标区域过小，色彩失真等影响，并且会伴随复杂的背景图像，这些都会影响车牌定位及识别。（b）每次采集时目标所处位置不会一样，采集视角会有很大变化，并且由于车牌挂的不正，都将导致车牌出现扭曲。（c）牌照多样性。其他国家的汽车牌照格式，如尺寸大小，牌照上字符的排列等，通常只有一种。而我国则根据不同车型、用途，规定了多种牌照格式，例如分为军车、警车、普通车等。我国标准车牌照是由汉字、英文字母和阿拉伯数字组
12、成的，汉字的识别与字母和数字的识别有很大的不同，增加了识别的难度。（d）我国汽车牌照的底色和字符颜色多样，蓝底白字、黄底黑字、黑底白字、红底黑字、绿底白字等多种。（e）由于环境、道路或人为因素造成汽车牌照污染严重使得车牌的对比度降低，特征不是很明显，即使在定位准确的情况下，字符的识别也会受到很大影响。目前在国内存在多种牌照格式，且存在以上种种困难和特殊性，加大了我国车牌图像识别的难度，因而如何提高识别率和识别处理的实时性及实用性成了一个重要的研究课题。1.2 研究车牌图像识别的目的和意义车牌识别系统的主要任务是分析和处理摄取到的复杂背景下的车辆图像，定位分割牌照，最后自动识别汽车牌照上的字符，
13、车牌识别是利用车辆牌照的唯一性来识别和统计车辆，它是以数字图像处理、模式识别、计算机视觉等技术为基础的智能识别系统。在现代化交通发展中车牌识别系统是制约交通系统智能化、现代化的重要因素，车牌识别系统应该能够从一幅图像中自动提取车辆图像，自动分割牌照图像，对字符进行正确识别，从而降低交通管理工作的复杂度。车牌识别系统将获取的车辆图像进行一系列的处理后，以字符串的形式输出结果，这样不但数据量小，便于存储，操作起来也更容易，因此车牌识别系统的便捷性是人工车牌识别所不能比拟的，它蕴藏着很大的经济价值和发展空间，对车牌识别技术的研究是非常有的意义的。在车牌识别系统中最为重要的两个技术是车牌定位和车牌字符
14、识别，这两个技术的好坏直接影响到整个车牌识别系统的实时性和准确性。国内外己有不少学者对车牌定位技术做了大量的研究，但在实际的应用中还没有一个有效可行的方法，如由于车辆抖动造成车牌图像的歪斜、由于污迹和磨损造成车牌字符的模糊、由于光照不均造成车牌图像的模糊等都会或多或少影响到车牌定位的准确度。针对以上实际情况，很多学者开始在鉴于车牌图像本身特征的基础上研究车牌定位技术，并先后提出了一些有效的定位方法，以减小种种主、客观因素对车牌定位准确度的影响。然而智能交通的不断发展使得对车牌定位系统有了更高的要求，主要表现在系统的实时性和准确性。 车牌字符识别的实质是对车牌上的汉字、字母和数字进行快速准确的识
15、别并以字符串的形式输出识别结果，字符识别技术是整个车牌识别系统的关键。车牌识别系统与其它图像识别系统相比较而言要复杂的多，在字符识别中，汉字识别是最难也是最关键的部分，很多国外较为成熟的车牌识别系统无法进入中国市场的原因就在于无法有效的识别汉字。此外，由于外界环境的影响，系统必须保证能够在任何天气情况下全天不间断的正常工作。到目前为止，在众多的车牌自动识别方法中还没有一个可以达到理想的效果，因此对车牌识别技术的研究意义重大。1.3 车牌号识别技术研究现状和趋势1.3.1 国内外车牌图像识别研究现状目前，国内外有大量关于车牌图像识别的研究报道，国外在这方面的研究开展的比较早。在上世纪70年代，英
16、国就在实验室中完成了“实时车牌检测系统”的广域检测和开发。同时代，诞生了面向被盗车辆的第一个实时车牌自动监测系统。发展到今日，国外对车牌检测的研究已经取得了一些令人瞩目的成就，如YuntaoCui提出了一种车牌识别系统，在车牌定位以后，利用马尔科夫场对车牌特征进行提取和二值化，对样本的识别达到了较高的识别率。Eun Ryung等利用图像中的颜色分量，对车辆牌照进行定位识别，其中提到了三种方法：以Hough变换为基础的边缘检测定位识别；以灰度值变换为基础的识别算法；以HLS彩色模式为基础的车牌识别系统，识别率分别为81.25%，85%，91.25%。日本对车牌图像的获取也做了大量研究，并为系统产业化做了大量的工
