【正文】 的模糊等都會或多或少影響到車牌定位的準(zhǔn)確度。針對以上實(shí)際情況，很多學(xué)者開始在鑒于車牌圖像本身特征的基礎(chǔ)上研究車牌定位技術(shù)，并先后提出了一些有效的定位方法，以減小種種主、客觀因素對車牌定位準(zhǔn)確度的影響。然而智能交通的不斷發(fā)展使得對車牌定位系統(tǒng)有了更高的要求，主要表現(xiàn)在系統(tǒng)的實(shí)時性和準(zhǔn)確性。 車牌字符識別的實(shí)質(zhì)是對車牌上的漢字、字母和數(shù)字進(jìn)行快速準(zhǔn)確的識別并以字符串的形式輸出識別結(jié)果，字符識別技術(shù)是整個車牌識別系統(tǒng)的關(guān)鍵。車牌識別系統(tǒng)與其它圖像識別系統(tǒng)相比較而言要復(fù)雜的多，在字符識別中，漢字識別是最難也是最關(guān)鍵的部分，很多國外較為成熟的車牌識別系統(tǒng)無法進(jìn)入中國市場的原因就在于無法有效的識別漢字。此外，由于外界環(huán)境的影響，系統(tǒng)必須保證能夠在任何天氣情況下全天不間斷的正常工作。到目前為止，在眾多的車牌自動識別方法中還沒有一個可以達(dá)到理想的效果，因此對車牌識別技術(shù)的研究意義重大。 國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r從20世紀(jì)90年代初，國外就已經(jīng)開始了對汽車牌照自動識別的研究，其主要途徑就是對車牌的圖像進(jìn)行分析，自動提取車牌信息，確定汽車牌號。在各種應(yīng)用中，有使用模糊數(shù)學(xué)理論也有用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的算法來識別車牌中的字符，但由于外界環(huán)境光線變化、光路中有灰塵、季節(jié)環(huán)境變化及車牌本身比較模糊等條件的影響，給車牌的識別帶來較大的困難。國外的相關(guān)研究有：(1)J Barroso提出的基于掃描行高頻分析的方法； (2) . Lancaster提出的類字符分析方法等。為了解決圖像惡化的問題，目前國內(nèi)外采用主動紅外照明攝像或使用特殊的傳感器來提高圖像的質(zhì)量，繼而提高識別率，但系統(tǒng)的投資成本過大，不適合普遍的推廣。 車牌識別系統(tǒng)中的兩個關(guān)鍵子系統(tǒng)是車牌定位系統(tǒng)和車牌字符識別系統(tǒng)。 關(guān)于車牌定位系統(tǒng)的研究，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)作了大量的工作，但實(shí)際效果并不是很理想，比如車牌圖像的傾斜、車牌表面的污穢和磨損、光線的干擾等都是影響定位準(zhǔn)確度的潛在因素。為此，近年來不少學(xué)者針對車牌本身的特點(diǎn)，車輛拍攝的不良現(xiàn)象及背景的復(fù)雜狀況，先后提出了許多有針對性的定位方法，將對車牌定位的準(zhǔn)確率和實(shí)時性提出更高的要求。因而進(jìn)一步加深車牌定位的研究是非常必要的。 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，其中漢字識別是一個難點(diǎn)，許多國外的LPR系統(tǒng)也往往是因?yàn)闈h字難以識別而無法打入中國市場，因而探尋好的方法解決字符的識別也是至關(guān)重要的。目前己有的方法很多，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。 從實(shí)用產(chǎn)品來看，如以色列的HiTech公司研制的多種See/Car system，適應(yīng)于幾個不同國家的車牌識別，就針對中國格式車牌的See/Car syste而言，它不能識別漢字，且識別率有待提高。新加坡Optasia公司的VLPRS產(chǎn)品，適合于新加坡的車牌，另外日本、加拿大、德國、意大利、英國等西方發(fā)達(dá)國家都有適合于本國車牌的識別系統(tǒng)。 我國的實(shí)際情況有所不同，國外的實(shí)際拍攝條件比較理想，車牌比較規(guī)范統(tǒng)一，而我國車牌規(guī)范不夠，不同汽車類型有不同的規(guī)格、大小和顏色，所以車牌的顏色多，且位數(shù)不統(tǒng)一，對處理造成了一定的困難。在待處理的車牌圖像中就有小功率汽車使用的藍(lán)底白字牌照，大功率汽車所用的黃底黑字牌照，軍車和警車的白底黑字，紅字牌照，還有國外駐華機(jī)構(gòu)的黑底白字牌照等。就位數(shù)而言，有七位數(shù)字的，有武警車九位數(shù)字的，有軍車、前兩位字符上下排列的等，所以也造成了處理的難度。 國內(nèi)做得較好的產(chǎn)品主要是中科院自動化研究所漢王公司的“漢王眼”，此外國內(nèi)的亞洲視覺科技有限公司、深圳市吉通電子有限公司、中智交通電子系統(tǒng)有限公司等都有自己的產(chǎn)品，另外西安交通大學(xué)的圖像處理與識別研究室、上海交通大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系、清華大學(xué)、浙江大學(xué)等都做過類似的研究。通常處理時為了提高系統(tǒng)的識別率，都采用了一些硬件的探測器和其他的輔助設(shè)備如紅外照明等，其中“漢王眼”就 是采用主動紅外照明和光學(xué)濾波器來減弱可見光的不可控制影響，減少惡劣氣候和汽車大小燈光的影響，另外還要求在高速公路管理窗口到“漢王眼”識別點(diǎn)埋設(shè)兩條線路管 道，一條管道鋪設(shè)220伏50赫茲1安培的交流供電線路:另一條管道鋪設(shè)觸發(fā)信號線路和漢王眼與管理計(jì)算機(jī)的通訊線路，投資巨大，不適合于大面積的推廣。 另外，還有兩種專門的技術(shù)被用于車牌的識別中，條形碼識別技術(shù)和無線射頻技術(shù)。條形碼識別要求預(yù)先在車身上印刷條形碼，在系統(tǒng)的某一固定位置上安裝掃描設(shè)備，通過掃描來讀取條形碼，以達(dá)到識別車輛的目的。無線射頻技術(shù)要求在車內(nèi)安裝標(biāo)示卡，在系統(tǒng)某一位置安裝收發(fā)器等裝置，通過收發(fā)器來接受標(biāo)示卡的信號，從而識別出經(jīng)過的車輛。顯然，這兩種技術(shù)更難以推廣。 從目前一些產(chǎn)品的性能指標(biāo)可以看出，車牌識別系統(tǒng)的識別率和識別速度有待提高?，F(xiàn)代交通的飛速發(fā)展以及車牌識別系統(tǒng)應(yīng)用范圍的日益拓寬給車牌識別系統(tǒng)提出了更高的要求。因此，研究高速、準(zhǔn)確的定位與識別算法是當(dāng)前的主要任務(wù)，而圖像處理技術(shù)的發(fā)展與攝像設(shè)備、計(jì)算機(jī)性能的提高都會促進(jìn)車牌識別技術(shù)的發(fā)展，提高車牌識別系統(tǒng)的性能。 主要應(yīng)用領(lǐng)域車牌自動識別系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用范圍，主要應(yīng)用于：(1)高速公路收費(fèi)、監(jiān)控管理；(2)小區(qū)、停車場管理；(3)城市道路監(jiān)控、違章管理；(4)車牌登錄、驗(yàn)證；(5)車流統(tǒng)計(jì)、安全管理等。車牌自動識別系統(tǒng)應(yīng)用于這些系統(tǒng)，可以解決通緝車輛的自動稽查問題，可以解決車流高峰期因出入口車流瓶頸造成的路橋卡口、停車場交通堵塞問題，可以解決因工作人員作弊造成的路橋卡口、高速公路、停車場應(yīng)收款流失的問題，還可以以最簡單的方式完成交通部門的車輛信息聯(lián)網(wǎng)，解決數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)自動化，模糊查詢的問題。車牌自動識別系統(tǒng)可安裝于公路收費(fèi)站、停車場、十字路口等交通關(guān)卡處，其具體應(yīng)用可概括為： (l)交通監(jiān)控利用車牌識別系統(tǒng)的攝像設(shè)備，可以直接監(jiān)視相應(yīng)路段的交通狀況，獲得車輛密度、隊(duì)長、排隊(duì)規(guī)模等交通信息，防范和觀察交通事故。它還可以同雷達(dá)測速器或其他的檢測器配合使用，以檢測違犯限速值的車輛。當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛超速時，攝像機(jī)獲取該車的圖像，并得到該車的牌照號碼，然后給該車超速的警告信號。 (2)交通流控制指標(biāo)參量的測量，為達(dá)到交通流控制的目標(biāo)，一些交通流指標(biāo)的測量相當(dāng)重要。該系統(tǒng)能夠測量和統(tǒng)計(jì)很多交通流指標(biāo)參數(shù)，如總的服務(wù)流率，總行程時間，總的流入量流出量，車型及車流組成，日車流量，小時/分鐘車流量，車流高峰時間段，平均車速，車輛密度等。這也為交通誘導(dǎo)系統(tǒng)提供必要的交通流信息。 (3)高速公路上的事故自動測報(bào)這是由于該系統(tǒng)能夠監(jiān)視道路情況和測量交通流量指標(biāo)，能及時發(fā)現(xiàn)超速、堵車、排隊(duì)、事故等交通異常現(xiàn)象。 (4)對養(yǎng)路費(fèi)交納、安全檢查、運(yùn)營管理實(shí)行不停車檢查根據(jù)識別出的車牌號碼從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出該車檔案材料，可發(fā)現(xiàn)沒及時交納養(yǎng)路費(fèi)的車輛。另外，該系系統(tǒng)還可發(fā)現(xiàn)無車牌的車輛。若同車型檢測器聯(lián)用，可迅速發(fā)現(xiàn)所掛車牌與車型不符的車輛。 (5)車輛定位由于能自動識別車牌號碼，因而極易發(fā)現(xiàn)被盜車輛，以及定位出車輛在道路上的行駛位置。這為防范、發(fā)現(xiàn)和追蹤涉及車輛的犯罪，保護(hù)重要車輛(如運(yùn)鈔車)的安全有重大作用，從而對城市治安及交通安全有重要的保障作用。 車牌自動識別系統(tǒng)擁有廣闊的應(yīng)用前景，但若在每個街口都裝配一套全新的車輛探測器的硬件系統(tǒng)則投資巨大，所以急需一個純軟件實(shí)行的車牌自動識別系統(tǒng)來最大限度的減少費(fèi)用，而純軟件的設(shè)計(jì)，不僅投資小而且靈活性高，適合我國的國情。 設(shè)計(jì)原理車牌識別系統(tǒng)的攝像頭通過對經(jīng)過指定區(qū)域的機(jī)動車輛進(jìn)行拍照，因?yàn)檎掌瑫艿焦庹?、拍攝位置和車輛行駛速度的影響，導(dǎo)致拍攝的圖片不能準(zhǔn)確的確定汽車的車牌。而車牌識別系統(tǒng)就通過對機(jī)動車輛的照片進(jìn)行圖像預(yù)處理、車牌定位、字符分割、字符識別等技術(shù)手段，從而得到清晰的機(jī)動車牌照的照片，從而提高現(xiàn)代智能交通的管理效率，可以說車牌識別系統(tǒng)對于現(xiàn)代智能交通至關(guān)重要。第二章 MATLAB簡介 MATLAB發(fā)展歷史MATLAB是一門計(jì)算機(jī)編程語言，取名來源于Matrix Laboratory，本意是專門以矩陣的方式來處理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，它把數(shù)值計(jì)算和可視化環(huán)境集成到一起，非常直觀，而且提供了大量的函數(shù)，使其越來越受到人們的喜愛，工具箱越來越多，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。MATLAB以商品形式出現(xiàn)后，僅短短幾年，就以其良好的開放性和運(yùn)行的可靠性，使原先控制領(lǐng)域里的封閉式軟件包（如英國的 UMIST ，瑞典的 LUND，和 SIMNON ，德國的 KEDDC ）紛紛淘汰，而改以 MATLAB 為平臺加以重建。在時間進(jìn)入 20 世紀(jì)九十年代的時候，MATLAB 已經(jīng)成為國際控制界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件。到九十年代初期，在國際上 30 幾個數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中，MATLAB 在數(shù)值計(jì)算方面獨(dú)占鰲頭，而 Mathematica 和 Maple 則分居符號計(jì)算軟件的前兩名。 Mathcad 因其提供計(jì)算、圖形、文字處理的統(tǒng)一環(huán)境而深受中學(xué)生歡迎。 國際學(xué)術(shù)界，MATLAB 已經(jīng)被確認(rèn)為準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軟件。在許多國際一流學(xué)術(shù)刊物上，（尤其是信息科學(xué)刊物），都可以看到 MATLAB 的應(yīng)用。