【正文】 車牌，車牌就是車輛的身份證，每輛車都有唯一對應(yīng)的車牌號碼，通過車牌號碼就了解到車輛的信息。智能交通系統(tǒng)要對車牌進(jìn)行 識別就是要 讓計(jì)算機(jī)能自動識別出車輛的車牌，這個識別過程有許多方法，其中最簡單的辦法就是將已有的車牌號碼存入到計(jì)算機(jī)中，再將抓拍到的車牌號碼進(jìn)行對比。這種辦法需要計(jì)算機(jī)有大量的存儲空間和全部的車牌模板，并且對抓拍到的車牌圖像要求比較高，否則是很難識別出來的。在現(xiàn)代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法得到廣泛應(yīng)用，這種算法是根據(jù)生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而建立起來的模型能較好的實(shí)現(xiàn)人類存儲知識及處理信息的技能，使得系統(tǒng)可以模擬人類思維。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中 BP 網(wǎng)絡(luò)是其中應(yīng)用比較廣泛技術(shù)較為成熟的網(wǎng)絡(luò) ， BP網(wǎng)絡(luò)在如今已被廣泛的應(yīng)用各個行業(yè)領(lǐng)域，它 優(yōu)越性 主要體現(xiàn) 于四個方面：函數(shù)逼近、模式識別、分類、數(shù)據(jù)壓縮。由于在各個行業(yè)領(lǐng)域 它已經(jīng)得到了生活 應(yīng)用， 所以 BP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也相對成熟，而且 BP 網(wǎng)絡(luò)的變化形式也多種多樣，采用 BP 網(wǎng)絡(luò)作為車牌字符識別技術(shù)是一個相對合理選擇 [2]。 對于車牌識別還有一個較為關(guān)鍵的問題，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)車牌字符是有規(guī)律的。在存儲空間上把車牌字符分割出來就可以大大減小存儲空間，這是由于車牌字符的組成的原因。對于識別方面分割字符必須比較精準(zhǔn)才能使得識別正確，所以對于字符圖像的切割也要選取較為合理。 而對于圖像的切割就包含了一列的圖像處理問題，圖像處理技術(shù)的好 壞是直接影響到識別的準(zhǔn)確性的 [3]。所以基于 BP 網(wǎng)絡(luò)的車牌字符識別不僅僅是對 BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究也要對圖像處理技術(shù)進(jìn)行研究，這樣才能使得計(jì)算機(jī)能準(zhǔn)確的識別出車輛的車牌。 車牌識別技術(shù)是現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)重要組成部分，其應(yīng)用十分廣泛。它以計(jì)算機(jī)視覺處理、數(shù)字圖像處理、模式識別等技術(shù)為基礎(chǔ)，對攝像機(jī)所拍攝的車輛圖像或者視頻圖像進(jìn)行處理分析，得到每輛車的車牌號碼，從而完成識別過程。通過一些后續(xù)處理技湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 術(shù)其可以實(shí)現(xiàn)停車場出入口收費(fèi)管理、盜搶車輛管理、高速公路超速自動化管理、闖紅燈電子警察、公路收費(fèi)管理等等功能。對于維護(hù)交通 安全和城市治安，防止交通堵塞，實(shí)現(xiàn)交通全自動化管理有著現(xiàn)實(shí)的意義 車牌識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方法主要是模板匹配法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，模板匹配法需要實(shí)際得到的車牌字符圖像與標(biāo)準(zhǔn)庫的車牌字符圖像完全達(dá)到匹配要求才能識別。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)它是具有一定的容錯能力的，所以它相對于模板匹配法精度要求每那么高，但是實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜。識別方法的好壞在于它們的識別率和識別速度。 識別技術(shù)是智能交通系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，是現(xiàn)在智能交通系統(tǒng)主要研究的對象。識別技術(shù)不僅是在智能交通系統(tǒng)中被用到，在其它領(lǐng)域也是被廣泛應(yīng)用，研究這門技術(shù)對社會的發(fā)展起著重大 作用。 智能交通系統(tǒng) 智能交通系統(tǒng)起源于二十世紀(jì)六七十年代的交通管理計(jì)算機(jī)實(shí)施。 美國 早在 1989年制定了智能交通系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃“ IVHS 戰(zhàn)略” [4]。 我國部分學(xué)者 于 1994 年 參加了在法國巴黎 的第一屆 智能交通系統(tǒng) 世界大會，為 我國 智能交通系統(tǒng) 的 發(fā)展 揭開了序幕。交通部公路科學(xué)研究所 于 1996 年開始 了交通部重點(diǎn)項(xiàng)目《智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究》工作， 在 1999 年正式出版發(fā)行 《智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究》一書 。 1999 年 ， 交通部公路科學(xué)研究所 組織 全國數(shù)百名專家學(xué)者 投入到 “ 九五 ” 國家科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目《中國 智能交 通系統(tǒng)體系框架研究》工作 ， 于 2020 年 把 課題完成， 并且 順利 通過國家科技部驗(yàn)收， 2020 年 發(fā)行 《中國智能交通系統(tǒng)體系框架》一書。 2020 年 ，我國國家 科技部主辦北京第四屆亞太地區(qū)智能交通年會 ， 并且 得到 全國 ITS協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組辦公室協(xié) 助 。同年，科技部 與 國家計(jì)委、公安部、 經(jīng)貿(mào)委、 交通部、 鐵道部 、 建設(shè)部 、 信息產(chǎn)業(yè)部等 相關(guān)性部門的充分協(xié)商和醞釀的基礎(chǔ)上，建立了發(fā)展中國 智能交通系統(tǒng) 的政府協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)—— 全國智能交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室，并成立了 智能交通系統(tǒng) 專家咨詢委員會。 2020 年 4 月科技部正式批復(fù) “ 十五 ” 國家科技攻關(guān) “ 智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和示范工程 ” 重大項(xiàng)目正式實(shí)施，北京、上海、 天 津、重慶、廣州、深圳、中山、濟(jì)南、青島、杭州十個城市作為首批智能交通應(yīng)用示范工程的試點(diǎn)城市。 2020 年 9月，由中國科技部和交通部共同舉辦的 “ 第二屆北京國際智能交通系統(tǒng)技術(shù)研討暨技術(shù)與產(chǎn)品展覽會 ” 在北京舉行。 2020 年 11 月，科技部馬頌德副部長第一次率中國政府代表團(tuán)參加在西班牙馬德里舉辦的第十屆 智能交通系統(tǒng) 世界大會，科技部聯(lián)合交通部、建設(shè)部、公安部和北京市政府聯(lián)合申辦 “2020 年第十四屆 智能交通系統(tǒng) 世界大會 ” 獲得成功，標(biāo)志著中國的智能交通系 統(tǒng)建設(shè)將在更加開放、競爭與合作并存的環(huán)境中加速發(fā)展。 2020年 10 月，科技部第一次大規(guī)模組團(tuán)參加第十一屆在日本名古屋舉辦的第十一屆 智能交通系統(tǒng) 世界大會，中國政府展覽團(tuán)在 智能交通系統(tǒng) 大會的首次展覽，獲得成功。 2020年，第十四屆智能交通世界大會在北京展覽館舉行。大會展示了中國多年來各部門、各湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 地區(qū)在 ITS 領(lǐng)域所取得的成就，并加強(qiáng)了中國在 智能交通系統(tǒng) 領(lǐng)域的對外交流。 2020，由北京交通大學(xué)主辦，香港交通運(yùn)輸協(xié)會協(xié)辦的 2020 年智能交通系統(tǒng)國際研討會在中苑賓館舉行。本次國際會議旨在加強(qiáng)智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的學(xué)術(shù) 交流，進(jìn)一步加深我國與其他國家和地區(qū)在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域的合作與研究，擴(kuò)大我國交通科學(xué)研究在國際上的影響 。 智能交通系統(tǒng) 可劃分成 四個子系統(tǒng)。 1） 車輛控制系統(tǒng) 指輔助 司機(jī) 駕駛 車輛系統(tǒng)又稱為 替代 司機(jī)智能 駕駛 車輛 的系統(tǒng)。該系統(tǒng) 是經(jīng)過對 汽車前部和旁側(cè) 安裝 的雷達(dá)或紅外探測儀，可以準(zhǔn)確地 計(jì)算出 車 輛 與障礙物之間的距離，遇 危機(jī) 情況，車 輛 中的 電腦能 迅速 地 發(fā)出警報或 采取措施 避讓， 而且可以 根據(jù) 路面 情 況自 行 調(diào)節(jié)行車速度， 俗 稱 “ 智能汽車 ” 。 2） 交通監(jiān)控系統(tǒng) 類似于機(jī)場 的航空控制器，它將在道路、車輛和駕駛員之間建立快速通訊聯(lián)系。 將道路的 情況馬上通知給駕駛員使得他能選擇一條好的道路走。 3） 運(yùn)營車輛高度管理系統(tǒng) 通過 車 輛中的 電腦、高度管理中心計(jì)算機(jī)與全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)駕駛員與調(diào)度管理中心之間的雙向通訊，來提供商業(yè)車輛、公共汽車和出租汽車的運(yùn)營效率。該系統(tǒng)通訊能力極強(qiáng)，可以對全國乃至更大范圍內(nèi)的車輛實(shí)施控制。 4） 旅行信息系統(tǒng) 是一種能及時給外出旅行人員提供交通信息的系統(tǒng) 。 給這個 系統(tǒng)提供信息的媒介是多種多樣的，如電腦、電視、 電話、手機(jī) 、路標(biāo)、 網(wǎng)絡(luò) 等，任何一種方式都可以。 不管 你是在 哪里 ，只要采用其中任何一種方式，你都能從 該 系統(tǒng) 中獲得所需要的 信息。有了 這個 系統(tǒng)，外出旅行者就可以 獲得許多有效的信息對自己的行程安排可以好好的規(guī)劃。 而在本文中主要是研究智能交通系統(tǒng)中交通監(jiān)控系統(tǒng)中的一小部分，主要是實(shí)現(xiàn)基于 BP 網(wǎng)絡(luò)的車牌字符識別，能進(jìn)一步完善這個交通監(jiān)控系統(tǒng) 。 智能交通監(jiān)控系統(tǒng)是通過視頻監(jiān)控將視頻監(jiān)控區(qū)域的情況傳輸?shù)街笓]中心，使得管理人員能對監(jiān)控區(qū)域的交通情況得到全面的了解，而且能根據(jù)區(qū)域內(nèi)的交通情 況，計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動處理。智能化的交通監(jiān)控系統(tǒng)就相當(dāng)于監(jiān)控區(qū)域內(nèi)站 有交警一樣，能夠即使對一些交通問題進(jìn)行處 理。 智能交通監(jiān)控系統(tǒng)采用識別技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控，有異常 發(fā)生時就會自動通知交通人員，交通人員也可以及時得到車輛在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的基本情況，調(diào)整信號燈或者通過其他手段來疏導(dǎo)交通，改變交通流量的分布，已達(dá)到緩解交通堵塞的目的。 總而言之，智能交通監(jiān)控系統(tǒng)可以直觀地監(jiān)控交通肇事逃逸案件的全過程。協(xié)助辦案民警全面、直觀了解交通事故發(fā)生過程，及時掌握逃逸車輛車型、顏色、碰撞損壞部位，為客觀查證案發(fā)當(dāng)時情況，追究事故責(zé)任提供最直接的依據(jù)。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 從制定 智能交通系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃“ IVHS 戰(zhàn)略” 開始人們就對對車牌識別技術(shù)進(jìn)行研究，這是因?yàn)檐嚺谱R別是智能交通系統(tǒng)必不可少的 技術(shù)。 至今，智能交通系統(tǒng)一直在被研究著，說明車牌識別技術(shù)也沒有停止研究過。 到 20 世紀(jì) 90 年代，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)性能得到很大的提升，車牌識別技術(shù) 被系統(tǒng)化地研究。 如 YuniaoCul 提出了一種車牌識別系統(tǒng)，在車牌定位以后，利用馬爾科夫場對車牌特征進(jìn)行提取和二值化，對樣本的識別達(dá)到了較高的識別率。 EunRyung 等利用圖像中的顏色分量，對車輛牌照進(jìn)行定位識別，其中提到了三種方法 :1） 以 Hough 變換為基礎(chǔ)的邊緣檢測定位識別； 2）以灰度值變換為基礎(chǔ)的識別算法； 3） 以 HLS 彩色模式為基礎(chǔ)的車牌識別 系統(tǒng)，識別率分別為 %、 85%、 %。日本對車牌圖像的獲取也做了大量的研究，并為系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化做了大量工作 [4]。 目前，國內(nèi)外已研制出相當(dāng)一些實(shí)用的車牌識別系統(tǒng)，并已在電子收費(fèi)、車流監(jiān)控、出入控制、超速檢測、移動稽查等場合進(jìn)行應(yīng)用，取得了一定的成就，但與人們所期望的需求目標(biāo)仍有一定差距 [10]。 我國較成熟的產(chǎn)品有中科院自動化所漢王公司的“漢王眼”，深圳市科 安信實(shí)業(yè)有限公司以及中國信息產(chǎn)業(yè)部下屬的中智交通電子有限公司等。香港的亞洲視覺科技有限公司研發(fā)的慧光車牌號碼自動識別系統(tǒng)，能夠自動偵測、識別并驗(yàn)證正 在行駛或停泊中的車輛的牌照號碼，并能辨認(rèn)含有中、英及韓文的車牌 。此外，各高校部門實(shí)驗(yàn)室也相繼投入科研力量，如清華大學(xué)人工智能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海交通大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程系、浙江大學(xué)自動化系等，在車牌識別方面均有類似研究，并都取得了不錯的成績。中國科學(xué)院自動化所的劉智勇等人發(fā)表文章，提出在具有 3180 個樣本的樣本集中，車牌定位的準(zhǔn)確率為 %，切分的準(zhǔn)確率為 %；北京航空航天大學(xué)的胡愛明等利用模板匹配技術(shù)，開發(fā)了一種可應(yīng)用于收費(fèi)站的車牌識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)的識別正確率能夠達(dá)到 97%以上 [5]。 關(guān)于車牌識別的研究，國內(nèi)外學(xué)者己經(jīng)作了大量的工作，但仍然存在一些問題，比如車牌圖像的傾斜、車牌自身的磨損、光線的干擾都會影響到定位的精度。車牌字符識別是在車牌準(zhǔn)確定位的基礎(chǔ)上，對車牌上的漢字、字母、數(shù)字進(jìn)行有效確認(rèn)的過程。目前已有的方法很多，但其效果與實(shí)際的要求相差很遠(yuǎn)，難以適應(yīng)現(xiàn)代化交通系統(tǒng)高速度、快節(jié)奏的要求。因而對字符識別的進(jìn)一步研究也同樣具有緊迫性和必要性。 本文研究內(nèi)容 本文主要是針對定位后的車牌字符 圖像進(jìn)行預(yù)處理再 進(jìn)行分割并且識別，在這個過程中 主要是要實(shí)現(xiàn)利用 BP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行車牌字符 識別 。 首先對所設(shè)計(jì)的識別技術(shù)進(jìn)行了原理性的敘述。對于車牌圖像首先要進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的部分就包括車牌圖像去噪，車湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 牌圖像灰度化和車牌圖像二值化。預(yù)處理完之后就要對圖像進(jìn)行分割處理，在把車牌中的每個字符給提取出來形成單個字符的圖像。提取出單個的車牌字符圖像后就要低車牌字符進(jìn)行特征值提取，將把這些特征值送入到 BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識別。 BP網(wǎng)絡(luò)是一個需要預(yù)先學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)，所以需要建立字符庫，這個庫就是要把車牌字符一般性特征給表現(xiàn)出來，把字符庫的特征值送入到 BP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)得到一個具有識別功能的 BP 網(wǎng)絡(luò)。 由于在實(shí)際生活當(dāng)中公 安部門為了防止車牌偽造，在車牌字符的字體上進(jìn)行改變，使得目前通用的計(jì)算機(jī)上都不能輸出這樣的字體，所以在本文中采用的字符庫就沒有用車牌字符的字體。對于 BP網(wǎng)絡(luò)的識別利用一種相似的字體做的實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證 BP 網(wǎng)絡(luò)識別的可行性和可靠性。 在圖像處理技術(shù)上有許多實(shí)現(xiàn)的方法，這些都是 可以大膽的嘗試，得出數(shù)據(jù)加以分析求得某種技術(shù)才是實(shí)現(xiàn)識別技術(shù)的最好方法。 基于 上述的思想實(shí)現(xiàn) 車牌字符識別 的 程序流程圖應(yīng) 如圖 。 車 牌 圖 像 去 噪灰 度 化 處 理二 值 化 處 理邊 緣 檢 測字 符 分 割特 征 值 提 取B P 網(wǎng) 絡(luò)字 符 庫特 征 提 取訓(xùn) 練 后 的 B P 網(wǎng) 絡(luò) 識 別 結(jié) 果 圖 BP網(wǎng)絡(luò)字符識別流程圖 根據(jù)流程圖要實(shí)現(xiàn) 車牌字符的識別，就需要對圖像處理和 BP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究與分析。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 2 章 字符 識別 方法 車牌 圖像預(yù)處理 圖像預(yù)處理就是對將要利用的圖片進(jìn)行處理使得圖像有更好的利用效果，可以很 好的從處理過得圖片中得到想需要的信息。這個過程中有車牌圖像去噪 、 車牌圖像灰度化、車牌圖像二值化 。 車牌規(guī)律 要對車牌圖像做處理就需要先歸納統(tǒng)計(jì)我國的車牌特點(diǎn)和規(guī)律。 我國車牌種類比較多，有黃底黑字、藍(lán)底白字、黑底白字、白底紅字。這些種類也代表這車輛不同的信息，黃底黑字為中型、大型車以及農(nóng)用車、摩托車的牌照；藍(lán) 底白字是小型民用車的牌照；黑底白字及紅色“領(lǐng)”字標(biāo)志是代表大使館外籍汽車和領(lǐng)事館外籍汽車；白底紅色字是臨時車牌。不僅僅顏色上的區(qū)別，而且車牌字符的排版也有不同，一般車輛車牌字符都是在行上高度一致，而像公交車它們的表示地區(qū)的兩個字符是在牌號的上方并且大小有區(qū)別。由于車牌的種類多排版不一樣，在本文中主要是針對藍(lán)底白字的小型民用車進(jìn)行識別。 我國的小型民用車車牌一共是七位（除去分隔符），前面兩位是地區(qū)信息，后面五位是號碼。第一位是一個漢字它代表這該車輛屬于某個省或直轄市自治區(qū)，第二位是所在省市的代表，例如：湘 A代