陕 西 理 工 学 院 毕 业 设 计
基于数字图像的车牌识别系统设计
张浩新
（陕西理工学院 物理与电信工程学院 通信工程专业1202班，陕西 汉中 723003）
指导教师：陈莉
[摘要] 汽车牌照自动识别系统是制约道路交通智能化的重要因素,包括车牌定位、字符分割和字符识别三个主要部
分。本文首先确定车辆牌照在原始图像中的水平位置和垂直位置,从而定位车辆牌照,然后采用局部投影进行字符分割。在字符识别部分,提出了在无特征提取情况下基于支持向量机的车牌字符识别方法。实验结果表明,本文提出的方法具有良好的识别性能。随着公路逐渐普及，我国的公路交通事业发展迅速，所以人工管理方式已经不能满着实际的需要，微电子、通信和计算机技术在交通领域的应用极大地提高了交通管理效率。汽车牌照的自动识别技术已经得到了广泛应用。
[关键词] 车牌识别系统、智能化交通、车牌定位、字符分割、字符识别
I
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Design of License plate recognition system based on digital image
Zhang Haoxin
(Grade 2012,Class 2,Major of Communication Engineering,School of Physics and Telecommunication
Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)
Tutor: Chen Li
Abstract: Vehicle license plate recognition system is an important factor restricting road traffic intelligent, including
license plate location, character segmentation and character recognition of the three main parts.Firstly, This paper determines
the horizontal and vertical position of the vehicle license plate in the original image, and then locate the vehicle license plate, and then use the local projection for character segmentation. In the character recognition part, it proposes the method of character recognition based on support vector machine in the case of non feature extraction. Experimental results show that the proposed method has good recognition performance.With the increasing popularity of road, road transport in China has developed rapidly, so the artificial management has not full of actual needs, microelectronics, communications and computer technology applications in the transport sector has greatly improved the efficiency of traffic management.Automatic license plate recognition technology has been widely used.
Key words: license plate recognition system, intelligent transportation, license plate localization, character segmentation,
character recognition
II
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目录
1 绪论 .................................................... 1
1.1 课题研究背景 ............................................. 1 1.2 国内外研究现状与发展趋势 .................................. 2 1.3 车牌识别流程及其关键技术简介 ............................. 3
2 图像预处理 .............................................. 5
2.1 图像灰度化处理 ........................................... 5 2.2 图像的去噪 ............................................... 6 2.3 图像的边缘提取 ........................................... 6 2.3.1 梯度算子 .............................................. 7 2.3.2 车牌图像的边缘检测 .................................... 7
3 车牌定位 ................................................ 9
3.1 车牌定位概述 ............................................. 9 3.2 车牌定位的原理 ........................................... 9 3.3 车牌定位的算法 .......................................... 10 3.3.1 车牌定位算法分析 ..................................... 10 3.3.2 车牌定位算法流程 ..................................... 11 3.3.3 车牌定位中的关键问题 ................................. 12 3.3.4 车牌定位实验结果 ..................................... 13
4 车牌字符分割 ........................................... 14
4.1 常用的车牌字符分割算法................................... 14
III
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4.2 垂直投影法 .............................................. 14
5 车牌字符识别 ........................................... 16
5.1 车牌字符识别原理及组成................................... 16 5.1.1 模式识别与车牌字符识别 ............................... 16 5.1.2 车牌字符识别常用方法 ................................. 17 5.2 车牌字符的归一化处理 .................................... 18 5.3 概述字符识别方法 ........................................ 18 5.5车牌识别系统构成 ......................................... 20
结束语 ................................................... 21 致谢 ..................................................... 22 参考文献 ................................................. 23 附录A 英文文献原文 ...................................... 24 附录B 英文文献译文 ...................................... 30 附录C 部分源程序 ........................................ 35
IV
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1 绪论
1.1 课题研究背景
智能交通系统是人们将先进的信息技术、数据通讯传输技术、传感器技术以及计算机处理技术等有效地综合运用于整个运输体系，从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统。其目的是使人、车、路密切地配合、和谐地统一，极大地提高交通运输效率、保障交通安全、改善环境质量并提高能源利用率。
近年来，我国汽车数量迅猛增加。国家统计局的公报指出，至2007年末，全国民用汽车保有量达到5697万辆，其中，私人轿车1522万辆，并以每年10％以上的速度增长。改革开放以来，中国道路交通设施及管理设施虽然有较大改观，但跟不上机动车增长速度。总体水平与发达国家有较大差距，特别是大多数城市路网结构不合理，道路功能不完善，道路系统不健全。交通管理设施缺乏，管理水平不高。即使各地都建立了交通控制中心，大多只是实现了监视功能，而远没有发挥控制功能的效应。
随着汽车数量的逐年递增，摆在我们面前的是巨大的城市交通压力。如何高效地进行交通管理，越来越成为我们现实生活中的焦点问题。针对这些问题，人们运用先进的科学技术，相继研制开发出了各种交通道路监视、管理系统，这些系统一般都包括车辆检测装置。通过这些装置对过往的车辆实施检测，提取相关的交通数据，达到监控、管理和指挥交通的目的，全面实现交通系统的智能化建设。
交通作为国民经济基础性产业，大力推进信息化，对于实现交通新的跨越式发展具有十分重要的意义。信息化是实现交通现代化的必然选择。在这种大背景下如何建立一个集中、高效、快捷、网络化的智能交通管理系统就成为信息处理技术的一项重要课题。
智能交通系统是目前世界交通运输领域的前沿研究课题，发达国家提出并执行了一系列研究计划，其核心是针对曰益严重的交通需求和环境保护压力，采用信息技术、通信技术、计算机技术、控制技术等对传统交通运输系统进行深入的改造，以提高系统资源的使用效率、系统安全性，减少资源的消耗和环境污染。1995年3月美国交通部首次正式出版了《国家智能交通系统项目规划》，明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能。我国现在也在积极研究、发展并推广智能交通技术，有关部门从1996年开始就组织了ITS领域的一系列国际交流和合作，支持在国内进行研究和开发，并在北京等典型城市实施ITS工程示范。
智能交通系统的研究领域广阔，其中电子收费系统是ITS在公路收费领域的具体表现，其应用可解决收费站的“瓶颈”制约作用，较好地缓解收费站的交通拥挤、排队等候以及环境污染等问题。在电子收费系统中，由于收费过程需要实现自动化，车辆直接驶过收费站而不停车，因而对车辆准确迅速的识别和分类就成了关键的问题。为了满足这些需求，有必要在智能交通管理系统中引入车辆牌照自动识别技术。
汽车牌照识别系统具有不影响车辆行驶状态，不需要车辆安装额外的设备，自动化水平高等优点。由于车辆牌照识别系统的处理方法简单有效，适用于多种不同环境，车辆牌照识别系统正成为ITS系统最主要的组成部分。车辆牌照识别系统可以广泛地应用于众多车辆认证的实际系统中，例如：
(1)高速公路收费系统(收费站、超速布控、称重系统、路径二义性)；
(2)城市卡口、公安部及国家安全部(电子警察、超速抓拍、车辆布控、流量调查、 治安卡口、车辆管理)；
(3)停车场、物流单位、国防单位、重点机关单位、封闭环境(车辆管理)； (4)行为识别技术应用等。
汽车牌照识别系统是以图识别技术为基础的智能交通管理系统，是21世纪世界道路交通管理的发展趋势。高速公路的车辆管理体制通过智能管理可以杜绝漏收、少收、人情收费和个别贪污的行为；可以实现特殊车辆的跟踪、丢失车辆的实时查询、小区车辆的科学管理以及道路车辆流量、型号的自动化统计。
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