【正文】 時，汽車的牌照自動識別的基本方法還可以在其他檢測和識別領(lǐng)域得到應(yīng)用，由此可見車牌自動識別這個問題已成為現(xiàn)代交通工程領(lǐng)域研究的重點和熱點問題之一。 車牌識別系統(tǒng)是一項科學技術(shù)含量很高的，并且具有多種技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品，主要有數(shù)字圖像處理、計算機視覺、模式識別、數(shù)字視頻處理等技術(shù)組成。 同時也是智能交通系統(tǒng)的重要技術(shù)，產(chǎn)生在 60 年代。在 80年代時，當時城市交通問題日趨嚴重，美國和歐洲等許多國家投入了大量人力和物力，建立了自動化高速公路網(wǎng)，并且安裝了攝像、光纖網(wǎng)絡(luò)和雷達探測系統(tǒng)，簡歷智能交通系統(tǒng)。在美國、歐洲、日本等這些發(fā)達國家的帶動下，世界各國也都開始簡歷智能交通系統(tǒng)。但是由于公路車流量日益增大、車輛管理相對越來越困難，道路交通日益擁擠，浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 2 因此全世界各個國家都在積極建設(shè)適應(yīng)未來交通運輸需求的智能交通系統(tǒng)。 車輛牌照識別系統(tǒng)是基于圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)上進行研究的。本課題的圖像處理分為以下幾方面 [3]： 其目標是將模擬形式下的圖像通過數(shù)字化的設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字計算機可用的離散形的圖像數(shù)據(jù)。 其目的是為達到了某種目標從而對圖像使用的一種技巧 ,通過變換圖像能夠使其更為容易、方便地處理和操作。 改善圖像的質(zhì)量是圖像增強的主要目的。從而采用一些處理技術(shù)來增強圖像中的某些信息 , 消除或削弱某些無關(guān)信息 ,因而有目的地強調(diào)圖像的整體或局部特征，讓觀察者能看到更加清晰、直接的處理和分析圖像。強化圖像輪廓、直方圖修正、灰度變換等全都是常用的手段。 在圖像應(yīng)用和研 究中 ,人們僅僅對圖像的某些部分感到興趣。它們一般在對應(yīng)圖像中待定的、具有獨特性質(zhì)的某個區(qū)域。圖像分割就是要把圖像中需要的那個部分給分割出來。 圖像分析內(nèi)容分為圖像分割、特征提取、符號描述、與圖像的檢測和匹配 本課題的研究目的及意義 車牌識別系統(tǒng)的主要任務(wù)是處理和分析攝取到的在復雜背景下的車輛圖像，定位分割牌照，然后自動識別汽車牌照上面的字符，車牌識別系統(tǒng)是利用車輛牌照的唯一性來進行識別和統(tǒng)計車輛的，它是以模式識別、數(shù)字圖像處理、計算機視覺等科學技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化識別系統(tǒng)。在現(xiàn)代化的交通 發(fā)展中車牌識別系統(tǒng)將會是制約交通系統(tǒng)智能化、現(xiàn)代化的一個重要因素，車牌的識別系統(tǒng)能夠從一張圖像中自動提取出車輛的圖像，能夠?qū)⑴普盏膱D像自動分割，可以正確識別字符，從而降低了交通的管理工作復雜度。車牌識別系統(tǒng)是把獲取的車輛圖像來進浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 3 行一系列的分析處理之后，并以字符串的形式得出輸出結(jié)果，所以不但數(shù)據(jù)量變小，易于存儲，操作更容易，得出車牌識別系統(tǒng)便捷絕對是人工車牌識別所不能媲美的，它包含著很大的經(jīng)濟價值和發(fā)展前景，因此車牌識別技術(shù)的研究是非常有的必要的。其中車牌識別系統(tǒng)中最重要的兩個技術(shù)是車牌字符識別和車牌定位，所 以這兩個技術(shù)的好壞可以直接影響到一整個車牌識別系統(tǒng)的實時性和準確性。因此國內(nèi)外己有不少學者就對車牌定位技術(shù)做了很多的研究，但是在實際的應(yīng)用中卻還沒有一個有效可行的方法，就例如由于車輛抖動而造成車牌圖像的歪斜、和由于污跡，磨損造成車牌字符模糊、并且由于光照不均造成車牌圖像的模糊等都會或少或多影響到了車牌定位的準確性。根據(jù)實際情況可以得出，許多學者開始在鑒于車牌圖像的本身特征基礎(chǔ)上研究車牌的定位技術(shù)，并且先后提出了些有效的定位方法，以減小由于種種主、客觀因素而對車牌定位準確度的影響 [4]。但是由于智能交通的不斷 發(fā)展，從而使得對車牌定位系統(tǒng)有更高的要求，主要表現(xiàn)在系統(tǒng)的準確性和實時性。 車牌字符識別的目的是對車牌上的字母、數(shù)字和漢字進行準確快速的識別并且要以字符串的形式輸出識別的結(jié)果，所以說字符識別技術(shù)是整個車牌識別系統(tǒng)關(guān)鍵。其它圖像識別系統(tǒng)與車牌識別系統(tǒng)相比較而言要簡單的多，在字符的識別中，漢字識別同樣是最關(guān)鍵也是最難的部分，這就是為什么很多國外較為成熟的一些車牌識別系統(tǒng)無法進軍中國市場的原因。此外，由于環(huán)境的影響，車牌識別系統(tǒng)必須能夠保證在任何天氣情況中全天不間斷的正常工作。到現(xiàn)在為止，在眾多的車牌自動識別系 統(tǒng)中還沒有一個可以完全達到理想的效果，所以對車牌識別技術(shù)的研究意義重大。 國內(nèi)外的發(fā)展狀況 從 20世紀 90年代初開始，國內(nèi)外就都已經(jīng)有了對汽車牌照自動識別的研究，它的主要途徑就是對車牌圖像進行的分析，自動提取車牌的信息，確定汽車的牌號。在一些應(yīng)用中，有使用到模糊數(shù)學理論也有用到神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的算法來識別車牌中的字符，但是由于光路中有灰塵、外界環(huán)境光線變化、季節(jié)環(huán)境變化以及車牌本身比較模糊等這些條件下的影響，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 提出基于掃描的行高頻分析的方 法； (2) . 浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 4 Lancaster 提出的類字符分析的方法等 [5]。都是為了解決圖像惡化這一問題，就目前來講，國內(nèi)外都采用主動紅外的照明攝像或者使用特殊傳感器用來提高圖像質(zhì)量，然后提高識別率，但是系統(tǒng)的投資成本過于旁大，不適合普遍推廣。 車牌識別系統(tǒng)中兩個關(guān)鍵子系統(tǒng)是車牌字符識別系統(tǒng)和車牌定位系統(tǒng)。 在車牌定位系統(tǒng)的研究中，國內(nèi)外學者都已經(jīng)作了大量的工作，但是實際效果卻不是很理想，比如說車牌圖像的傾斜問題、車牌表面的磨損和污穢問題、光線的干擾問題等都是成為影響定位準確度的潛在因素。 所以近年來有不少的學者針對車牌本身特點，車輛拍攝的很多不良現(xiàn)象以及背景的復雜狀況，先后都提出了許多有針對性的定位方法，可以使車牌定位在方法和技術(shù)上都有了非常大的改善 .然而現(xiàn)代化的交通系統(tǒng)不斷提高快節(jié)奏，將對車牌定位的實時性和準確率提出更高的要求。因而進一步加深車牌定位的研究是必要的。 車牌字符識別是在車牌準確定位的基礎(chǔ)之上，對車牌上的字母、漢字、數(shù)字進行有效的確認過程，其中漢字識別就是一個難點，很多國外的 LPR系統(tǒng)也是往往因為漢字很難以識別而無法打入中國市場，因而探尋好方法解決字符的識別也會是至關(guān) 重要的。目前已有的方法很多，但是其效果與實際的要求相差很遠，難以適應(yīng)現(xiàn)代化交通系統(tǒng)快節(jié)奏、高速度的要求。所以對字符識別的進一步研究也需要同時具有必要性和緊迫性。 從實用技術(shù)來看，如以色列的 HiTech 公司研制出的多種 See/Car system，適應(yīng)于幾個不同國家的車牌識別，就針對于中國格式車牌的 See/Car syste而言，它不僅僅能識別漢字，并且識別率有待提高。新加坡 Optasia 公司的 VLPRS 產(chǎn)品，更加適合于新加坡的車牌，此外加拿大、意大利、日本、德國、英國等這些西方發(fā)達國家都已經(jīng)有適 合于本國車牌的識別系統(tǒng)。 但是在我國實際情況會更加復雜，國外的拍攝環(huán)境都非常的理想，而且車牌技術(shù)規(guī)范很統(tǒng)一，這一方面我國明顯規(guī)范的并不到位，不同種類的汽車有不同的規(guī)格、顏色和大小，所以車牌的顏色很多，而且位數(shù)都不統(tǒng)一，這樣會對管理造成一定的困難。需要識別的車牌圖像中就有功率不大的汽車使用的藍底白字牌照，黃底黑字牌照是大功率汽車所用的，警車和軍車是白底黑字，紅字牌照，還有黑底白字牌照是國外駐華機構(gòu)的等。所以根據(jù)數(shù)字而言，有七個字位的，但是也存在有九位數(shù)字的武警車，還有軍車、前兩位字符上下排列的等，這 樣對車牌識別系統(tǒng)的要求要變的很高。 浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 5 現(xiàn)在國內(nèi)最主要的使用的產(chǎn)品是中國科技學院自動化研究所研究的一款漢王公司的“漢王眼”，此外國內(nèi)的中智交通電子系統(tǒng)有限公司、深圳市吉通電子有限公司、亞洲視覺科技有限公司等都有自己的產(chǎn)品，此外清華大學、西安交通大學研究室、浙江大學、上海交通大學的計算機科學與工程系等都做過一系列的研究。為了提高識別率，都采用了一些其他的輔助設(shè)備和硬件的探測器如紅外照明等，漢眼王就是采用光學濾波器和主動紅外照明來削弱可見光的不易操控的影響，減少汽車大小燈光和惡劣氣候的影響，另外還要求在高 速公路管理窗口到“漢王眼”識別點埋設(shè)兩條線路管道，一條管道鋪設(shè)觸發(fā)信號線路和漢王眼與管理計算機的通訊線路，投資巨大，不適合于大面積的推廣 :另一條管道鋪設(shè) 220 伏 50赫茲 1安培的交流供電線路。 此外，還有兩種特別的科技被用在車牌的識別中，無線射頻技術(shù)和條形碼識別技術(shù)。條形碼識別的要求是要先在車身上噴刷條形碼，把掃描設(shè)備在系統(tǒng)的某一固定位置上，通過讀取條形碼，來達到識別車輛車牌的目的。想要使用無線射頻技術(shù)，就要求在車內(nèi)安裝標示卡，收發(fā)器等裝置安裝在系統(tǒng)某一位置，接受標示卡來通過收發(fā)器來的信號，這樣就可 以識別車輛。但是很顯然這兩項技術(shù)的推廣性不大 [6]。 就目前的產(chǎn)品的使用的指標不難看出，車牌識別系統(tǒng)的識別速度和識別率需要提高?，F(xiàn)代交通飛速的發(fā)展和車牌識別系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷的加寬，這樣人們對車牌識別系統(tǒng)就提出了更嚴格的要求。因此，研究高速、識別算法與準確的定位會是當前的主要任務(wù)，而圖像處理技術(shù)的發(fā)展與計算機性能、攝像設(shè)備的提高都會影響車牌識別技術(shù)的進步，從而車牌識別系統(tǒng)的辨識度提高。 主要應(yīng)用領(lǐng)域 車輛牌照定位與識別是計算機視覺與模式識別技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的重要研究課題之一 , 該技術(shù)應(yīng)用范圍 非常廣泛 , 主要應(yīng)用于： (1) 不停車自動收費； (2) 機場、港口等出入口車輛管理； (3) 交通控制與誘導； (4) 闖紅燈等違章車輛監(jiān)控； (5) 小區(qū)車輛管理； (6) 交通流量檢測； (7) 公共停車場安全防盜管理； (8) 道口檢查站車輛監(jiān)控； (9) 車輛安全防盜、查堵指定車輛； (10) 計算出行時間等。 其存在的市場價值是非常大的 ， 有足夠大的能量 的社會效益和經(jīng)濟效益。 部分應(yīng)用如圖 11所示： 浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 6 圖 11 收費口、道路監(jiān)控和停車管理中的應(yīng)用 車牌自動識別系統(tǒng)可安裝于公路收費站、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) 監(jiān)視相應(yīng)路段的交通狀況，可以直接通過交通監(jiān)控利用車牌識別系統(tǒng)的攝像設(shè)備，獲得車輛密度、排隊、隊長規(guī)模等交通信息，觀察和防范交通事故。它還可以同其他的檢測器或雷達測速器配合使用，用來監(jiān)督違犯限速值的車輛。如果發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作的車輛，攝像機拍取該車的圖像，牌照號碼就可以得知了，最后會給違規(guī)車輛發(fā)出警告。 (2)交通流測量控制指標的參量，就是為了達到交通流控制的目的，一部分測量的交通流指標是相當重要的。該系統(tǒng)能夠統(tǒng)計和測量許多交通流指標的參數(shù)，如總行程時間，總的流 入量流出量，總的服務(wù)流率，日車流量，車型及車流組成，車流高峰時間段，小時 /分鐘車流量，車輛密度，平均車速等。這些交通誘導系統(tǒng)是提供我們需要的交通流信息。 (3)高速公路上面的事故自動測報就是由于該系統(tǒng)能夠測量交通流量指標和監(jiān)視道路情況，能及時發(fā)現(xiàn)堵車、排隊、超速、事故等交通異常現(xiàn)象。 (4)對運營管理、安全檢查、養(yǎng)路費交納，這些情況實行不停車檢查。根據(jù)所識別出的車牌號碼可以從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取該車檔案材料，可以發(fā)現(xiàn)還沒交納養(yǎng)路費的車輛。另外，該系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)沒有車牌的車輛。如果聯(lián)用同車型檢測器， 可很快的發(fā)現(xiàn)所車型與掛車不符的車輛。 (5)車輛定位可以能夠自動識別車牌的號碼，所以很容易發(fā)現(xiàn)車輛被盜，他還可以定位車輛的行駛位置。這為發(fā)現(xiàn)、追蹤和防范涉及車輛的犯罪，保護車輛的安全有著重大作用，保障城市治安及交通安全。 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行的車牌自動識別系統(tǒng)來最大限度的減少費用，而純軟件的設(shè)計，不僅投資小而且靈活性高，適合我國的國情。 浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 7 設(shè)計原理 車牌識別系統(tǒng)的攝像頭通過對經(jīng)過指定 區(qū)域的機動車輛進行拍照，因為照片會受到光照、拍攝位置和車輛行駛速度的影響，導致拍攝的圖片不能準確的確定汽車的車牌。而車牌識別系統(tǒng)就通過對機動車輛的照片進行圖像預(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。 浙江萬里學院本科畢業(yè)論文 8 2 MATLAB 簡介 MATLAB 發(fā)展歷史 MATLAB 是一門計算機的編程語言 ， Matrix Laboratory 是它名字的來源 ， 原本的意思就是計算機數(shù)據(jù)用矩陣的方式來處理 ， 它把可視化環(huán)境和 數(shù)值計算集成到一起 顯得 非常直觀 ， 并且 MATLAB 還提供了大量的函數(shù) ， ，所以 MATLAB 越來越受到人們的喜愛 ， 應(yīng)用的范圍也變得廣泛起來。 MATLAB 以商品樣子出現(xiàn)后 ， 在短短的幾年中 ， 以它運行的可靠性和良