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目 录
1.引言
............................................................2
2.设计概述
........................................................ 3
2.1 车牌识别技术................................................. 3
2.2 车牌识别技术的发展 .......................................... 3
2.3 车牌识别技术的国内外研究现状 ................................ 4
2.4 主要应用领域 ................................................ 6
3.设计方案
........................................................ 7
4.车牌识别系统的 matlab 实现
....................................8
4.1 图像的读取 .................................................. 8
4.2 图像预处理 .................................................. 9
4.2.1 灰度变换 ............................................... 9
4.2.2 图像校正.............................................. 10
4.3 牌照分割 ................................................... 10
4.3.1 图像边缘提取及二值化.................................. 11
4.3.2 BP 神经网络 ........................................... 14
4.4 车牌提取 ................................................... 15
5.设计结果及分析
................................................16
5.1 程序运行结果................................................ 16
5.2 程序结果分析................................................ 17
总结体会
......................................................... 18
参考文献
......................................................... 19
附 录 1
.......................................................... 20
附 录 2
.......................................................... 28
1

1.引言
伴随着世界各国车辆数量的增加,城市交通状况日益受到人们的重视。如何
有效地进行交通管理,越来越成为各国政府的相关部门所关注的焦点。针对这一
问题,人们运行先进的信息处理技术、导航定位技术、无线通信技术、自动控制
技术、图像处理和识别技术及计算机网络技术等科学技术,相继研发了各种交通
道路监视管理系统、车辆控制系统及公共交通系统。这些系统将车辆和道路综合
起来进行考虑,运行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ITS)。ITS 是20世纪90年代兴起
的新一代交通运输系统。它可以加强道路、车辆、驾驶员和管理人员的联系,实
现道路交通管理自动化和车辆行驶的智能化,增强交通安全,减少交通堵塞,提
高运输效率,减少环境污染,节约能源,提高经济活力。智能交通系统以车辆的
自动检测作为信息的来源,因而对车牌照等相关信息的自动采集和处理的一门新
的交通信息获取技术——车牌识别(License Plate Recognition ,LPR) 技术逐
渐发展起来,成为信息处理技术的一项重要研究课题。
车牌自动识别是智能交通管理系统中的关键技术之一。目前,国内外车牌的
识别技术有IC卡识别技术、条形码识别技术、图像处理技术、人工神经网络识别
技术。采用计算机视觉技术和图像处理技术进行车牌识别是一个发展方向。基于
数字图像处理的车牌识别系统主要由图像的采集、牌照的定位、字符分割和字符
识别四部分组成。车牌识别技术的任务是处理、分析摄取的视频流中复杂背景的
车辆图像,牌照字符定位、字符分割,最后自动识别车牌上的字符。为了保证车
牌识别系统在各种复杂环境下,能发挥其应有的作用,识别系统必须满足以下要
求:
(1) 鲁棒性: 在任何情况下均能可靠正常地工作,且有较高的正确识别率。
(2) 实时性:不论在汽车静止还是高速运行情况下,图像的采集识别系统必
须在一定时间内识别出车牌全部字符,达到实时识别。
本文先提出了一种基于颜色与数学形态学的定位方法对车牌进行定位,后采
用基于模板匹配的方法对车牌的字符识别进行研究。车牌字符的识别过程实际上
是在车牌准确定位的基础上,逐步去除非车牌字符区的干扰实现字符正确匹配的
2

过程。由于车牌中的字符数目有限(汉字约 50 个,字母 A-Z,数字 0-9),识别
方法有其特殊性,它不需要大量的汉字库,但同时受现场环境的影响,分割出来
的单个字符图像中往往存在噪声。本文深入研究了一种基于神经网络的车牌字符
识别算法,大规模的并行处理和分布式信息存储,良好的自适应性、自组织性,
很强的学习功能、联想功能和容错功能,其识别率高,抗干扰能力强,灵活性大。
虽然神经网络具有较高的识别率,但单个神经网络的可信度并不高。本文针对单
个神经网络可信度不高的问题,提出了一种基于多个神经网络进行车牌字符识别
的方法。
2.设计概述
2.1 车牌识别技术
随着模式识别技术的发展,车牌字符识别已成为智能交通系统的重要组成部
分,它可以从复杂的背景中准确地提取、识别汽车牌照、车辆类型等信息,在交
通控制和监视中占有很重要的地位,具有广泛的应用前景。所以,汽车牌照的识
别问题已经成为现代交通工程领域中研究的重点和热点问题之一。由于受环境、
待识别车辆的车型复杂和车牌位置不固定等的影响,给车牌定位方法的选择带来
一定的困难。车牌本身的污染、缺损也会影响识别率。一些车辆由于天气或是路
况不好,使得车牌被灰尘、泥土沾染,另外还有一些车辆行驶时间较长,车牌上
的字符已经部分缺损了,严重的时候,人眼也很难辨别车牌上的字符,这些情况
都会影响系统的识别工作,导致误识别。可见,要提高车牌定位系统和字符分割
系统的正确率将碰到很多困难。无疑,如果车牌字符识别系统有较高的自适应性
和鲁棒性,即对有一定噪声或变形的字符图像仍能正确识别,则会极大的减轻车
牌定位系统和字符分割系统的压力。因此,设计一个抗干扰性能良好的车牌字符
识别系统对整个车牌自动识别系统都是有益的。同时,字符在某种程度上反映了
图形的一般特点,是一类特别的图形,其自动识别一直受到人们的极大关注,因
为它的解决对于人们的生产和生活具有非常现实的意义。
2.2 车牌识别技术的发展
3

车牌识别技术产生于上世纪末开始的智能交通革命,智能交通系统经过近十
多年的推广、试行和发展,目前已成功地应用于若干经济发达及较为发达国家的
都市及城市高速公路系统中。而车牌识别系统正是在这种应用背景下研制出来
的,能够自动实时检测车辆经过和识别汽车牌照的智能交通管理系统。在经历了
上个世纪末的起步阶段之后,车牌识别技术已日趋走向成熟,并开始在交通、公
安、路政、停车场、安防、门禁、智能小区等许多领域得到了广泛的应用。车牌
识别系统简单地说是一种以特定目标为对象的专用视觉系统,它能够从一幅图像
中提取分割并识别出车辆牌照,运用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术,
通过对图像的采集和处理完成车辆牌照的自动识别,识别结果可按需求分别包括
车牌的字符、数字、牌照图像,以至牌照颜色、坐标、字体颜色等。目前,车牌
识别系统己经最广泛应用到包括智能交通违章监视管理(电子普察),高速公路不
停车收费,车辆检测,停车场监控与管理等应用中,一方面,车牌识别系统本身
是一个全数字化的智能系统,在它上面只要做不多的扩充,就可以衍生出一些其
他功能。另一方面,即使是世界上很多研究机构和公司专门从事这方面的研发工
作, 高可靠性,高性能和高识别率的车牌识别系统还待开发,LPR 系统发展迅
速,出现了一些较为实用的产品。
2.3 车牌识别技术的国内外研究现状
从20世纪90年代初,国外就已经开始了对车牌自动识别的研究,其主要途径
就是对车牌的图像进行分析,自动提取车牌信息,确定车牌号。在各种应用中,
有使用模糊数学理论也有用神经元网络的算法来识别车牌中的字符,但由于外界
环境光线变化、光路中有灰尘、季节环境变化及车牌本身比较模糊等条件的影响,
给车牌的识别带来较大的困难。国外的相关研究有:(1)J Barroso提出的基于扫
描行高频分析的方法; (2) I.T. Lancaster提出的类字符分析方法等。为了解
决图像恶化的问题,目前国内外采用主动红外照明摄像或使用特殊的传感器来提
高图像的质量,继而提高识别率,但系统的投资成本过大,不适合普遍的推广。
车牌识别系统中的两个关键子系统是车牌定位系统和车牌字符识别系统。
关于车牌定位系统的研究,国内外学者已经作了大量的工作,但实际效果并
不是很理想,比如车牌图像的倾斜、车牌表面的污秽和磨损、光线的干扰等都是
4

影响定位准确度的潜在因素。为此,近年来不少学者针对车牌本身的特点,车辆
拍摄的不良现象及背景的复杂状况,先后提出了许多有针对性的定位方法,使车
牌定位在技术和方法上都有了很大的改善.然而现代化交通系统不断提高的快节
奏,将对车牌定位的准确率和实时性提出更高的要求。因而进一步加深车牌定位
的研究是非常必要的。
车牌字符识别是在车牌准确定位的基础上,对车牌上的汉字、字母、数字进
行有效确认的过程,其中汉字识别是一个难点,许多国外的LPR系统也往往是因
为汉字难以识别而无法打入中国市场,因而探寻好的方法解决字符的识别也是至
关重要的。目前己有的方法很多,但其效果与实际的要求相差很远,难以适应现
代化交通系统高速度、快节奏的要求。因而对字符识别的进一步研究也同样具有
紧迫性和必要性。
从实用产品来看,如以色列的Hi-Tech公司研制的多种See/Car system,适
应于几个不同国家的车牌识别,就针对中国格式车牌的See/Car syste而言,它
不能识别汉字,且识别率有待提高。新加坡Optasia公司的VLPRS产品,适合于新
加坡的车牌,另外日本、加拿大、德国、意大利、英国等西方发达国家都有适合
于本国车牌的识别系统。
我国的实际情况有所不同,国外的实际拍摄条件比较理想,车牌比较规范统
一,而我国车牌规范不够,车牌的颜色多,且位数不统一,处理的难度大大增加。
国内做得较好的产品主要是中科院自动化研究所汉王公司的“汉王眼”,此
外国内的亚洲视觉科技有限公司、深圳市吉通电子有限公司、中智交通电子系统
有限公司等都有自己的产品,另外西安交通大学的图像处理与识别研究室、上海
交通大学的计算机科学与工程系、清华大学、浙江大学等都做过类似的研究。通
常处理时为了提高系统的识别率,都采用了一些硬件的探测器和其他的辅助设备
如红外照明等,其中“汉王眼”就是采用主动红外照明和光学滤波器来减弱可见
光的不可控制影响,减少恶劣气候和汽车大小灯光的影响,另外还要求在高速公
路管理窗口到“汉王眼”识别点埋设两条线路管道,一条管道铺设220伏50赫兹1
安培的交流供电线路:另一条管道铺设触发信号线路和汉王眼与管理计算机的通
讯线路,投资巨大,不适合于大面积的推广。
另外,还有两种专门的技术被用于车牌的识别中,条形码识别技术和无线射
5
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