车牌自动识别系统的算法研究与实现

车牌自动识别系统的算法研究与实现

论文摘要

随着我国经济的发展和汽车拥有量的急剧增加,公路交通成为我国重要的交通运输途径,是国家大力发展的基础建设领域。日益拥堵的城市交通需要更先进、更有效的交通管理和控制。利用电子信息技术来提高管理效率、交通流量和安全系数的智能交通系统已经成为当前交通管理发展的主要方向。智能交通系统通过对道路交通流信息进行实时监测,及时地做出各种交通诱导控制和管理,使相关的交通设施得到充分合理的运用,而车牌自动识别系统则是智能交通系统的关键技术。车牌识别系统具有对车辆进行自动化监视、验证、登记与报警等强大功能,故可应用于高速公路管理系统、停车场收费管理系统、小区车辆管理系统与电子警察系统等领域当中。本文完成了车牌自动识别系统的算法研究和设计实现,主要工作由以下几个部分组成:(1)车牌定位算法。把输入的图像划分成若干矩形子图,利用车牌颜色特征对每幅子图进行局域分析,得到车牌定位模板;使用数学形态学方法去除车牌定位模板的噪声,得到最终的车牌定位模板;利用车牌定位模板提取出候选车牌区域,使用Hough变换对具有一定倾斜角度的候选车牌进行矫正;对每个候选区域运用车牌尺寸和纹理特征进行判断,排除虚假候选车牌区域,实现车牌的精确定位。(2)车牌字符分割算法。基于区域生长算法提取出二值化车牌图像中的每个连通区域;利用车牌字符的尺寸特征和字符像素占空比特征对每个连通区域进行筛选,得到候选字符区域;根据已有候选字符区域估算车牌字符的尺寸,并以此去除虚假候选字符区域;最后应用车牌字符间隔先验知识,补出遗漏的字符区域,实现车牌字符的准确分割。(3)车牌自动识别软件系统。搭建了基于C语言的车牌识别算法演示系统,该系统集成了本文中的算法研究成果。该系统完全开放,可方便地修改已有算法或添加新算法,并具有很好的硬件平台无关性。本文提出的算法已以软件系统的形式实现,并使用从各种实际场景下采集的具有代表性的大量车辆图像作为算法测试数据源对算法进行测试,结果证明车牌定位算法的准确率为96.3%,字符分割算法的准确率为96.8%。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题开展的背景与现实意义
  • 1.2 车牌识别技术的现状
  • 1.3 车牌识别技术的应用情况
  • 1.4 中国汽车牌照的特点
  • 1.5 本课题完成的主要工作
  • 1.6 本文的结构
  • 第二章 车牌自动识别系统
  • 2.1 车牌识别系统的总体结构
  • 2.1.1 车牌识别系统的硬件部分
  • 2.1.2 车牌识别系统的软件部分
  • 2.2 车牌识别系统的软件流程
  • 2.2.1 车牌定位
  • 2.2.1.1 图像的预处理
  • 2.2.1.2 车牌定位算法
  • 2.2.1.3 车牌图像的后处理
  • 2.2.2 车牌字符分割
  • 2.2.2.1 定位字符的位置
  • 2.2.2.2 利用得到字符的位置进行字符分割
  • 2.2.3 车牌字符识别
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 车牌定位
  • 3.1 车牌定位技术的发展状况
  • 3.1.1 基于灰度图像的定位方法
  • 3.1.1.1 基于特征的车牌定位方法
  • 3.1.1.2 基于数学形态学和遗传算法等工具的定位方法
  • 3.1.2 基于彩色图像的定位方法
  • 3.1.3 各种车牌定位算法的总体评价
  • 3.2 与车牌定位相关的图像处理技术
  • 3.2.1 数学形态学
  • 3.2.2 彩色模型
  • 3.2.2.1 RGB 彩色模型
  • 3.2.2.2 HSI 彩色模型
  • 3.2.3 自适应阈值算法
  • 3.2.4 Hough 变换
  • 3.3 车牌定位算法
  • 3.3.1 原始图像的采集
  • 3.3.2 本课题中设计的车牌定位算法
  • 3.3.2.1 定位模板的获取
  • 3.3.2.2 车牌区域的准确定位
  • 3.3.3 车牌提取方法的实现和性能
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 车牌字符分割
  • 4.1 图像分割技术
  • 4.1.1 基于区域的分割技术
  • 4.1.2 基于边界的分割技术
  • 4.1.3 较新颖的分割技术
  • 4.2 常用的车牌字符分割方法
  • 4.3 与车牌字符分割相关的图像处理技术
  • 4.3.1 区域生长法
  • 4.4 基于字符体态和间隔特征的车牌字符分割方法
  • 4.5 字符分割算法的性能分析
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 车牌自动识别软件系统的设计与实现
  • 5.1 车牌自动识别项目的开发历程
  • 5.2 车牌自动识别系统的软件平台
  • 5.2.1 软件系统的设计原则
  • 5.2.1.1 抽象
  • 5.2.1.2 信息隐藏
  • 5.2.1.3 模块化
  • 5.2.1.4 保持松散耦合
  • 5.2.2 车牌识别软件系统的设计
  • 5.2.2.1 核心功能部分
  • 5.2.2.2 辅助功能部分
  • 5.2.3 车牌识别软件系统的实现
  • 5.3 车牌识别软件系统演示
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 总结评价
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 读研期间的研究成果
  • 相关论文文献

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