【正文】 第 1 頁 共 33 頁基于MATLAB軟件的車牌識別作 者： 林維泉 學(xué) 號： 02101237 作 者： 孔方方 學(xué) 號： 02101273 學(xué)院(系)： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 題 目： 基于matlab的車牌識別 指導(dǎo)教師： 李潔 職稱： 教授 2013年5月焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 I 第 1 頁 共 33 頁摘 要隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展及人們生活水平的提高，機(jī)動車輛的數(shù)量越來越多，給交通管理帶來了很大的壓力，所以，我們必須找到一種方法來解決這個問題。因?yàn)檐嚺铺柕闹匾匚唬覀兊谝粋€想到就是設(shè)法利用車牌號來對車輛進(jìn)行管理，所以車牌提取應(yīng)運(yùn)而生，用來提高汽車的安全管理水平及管理效率。車牌識別系統(tǒng)主要包括了圖像采集、圖像預(yù)處理、車牌定位、字符分割、字符識別等五大核心部分。關(guān)鍵詞：MATLAB、圖像預(yù)處理、車牌識別與分割目 錄1. 緒論 1 本課題的研究背景 1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 3 主要應(yīng)用領(lǐng)域 5 設(shè)計(jì)原理 62. MATLAB簡介 7 MATLAB發(fā)展歷史 73．各模塊的實(shí)現(xiàn) 11 11 11 11 12 14 15 16 17 17 18 19 字符的識別 194．實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析 225．實(shí)驗(yàn)總結(jié) 24致謝 25參考文獻(xiàn) 26程序附錄 27第 33 頁 共 33 頁第一章 緒論 本課題的研究背景隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展及人們生活水平的提高，機(jī)動車輛的數(shù)量越來越多，給交通管理帶來了很大的壓力，所以，我們必須找到一種方法來解決這個問題。因?yàn)檐嚺铺柕闹匾匚?，我們第一個想到就是設(shè)法利用車牌號來對車輛進(jìn)行管理，所以車牌提取應(yīng)運(yùn)而生，用來提高汽車的安全管理水平及管理效率。此外，智能交通系統(tǒng)，簡稱ITS（Intelligent Traffic System）已成為現(xiàn)代社會道路交通發(fā)展趨勢。智能交通系統(tǒng)，是在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下產(chǎn)生的。其目標(biāo)在于將現(xiàn)金的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、自動控制技術(shù)等綜合應(yīng)用于地面交通管理體系，從而建立起一種高效、準(zhǔn)確、實(shí)時的交通管理系統(tǒng)。公路交通基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展和車輛管理體制的不斷完善，為以視覺監(jiān)控為基礎(chǔ)的智能交通系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ)。車牌號識別系統(tǒng)是基于圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)進(jìn)行研究的。本課題圖像處理分為以下幾方面：其目的是將模擬形式的圖像通過數(shù)字化設(shè)備變?yōu)閿?shù)字計(jì)算機(jī)可用的離散的圖像數(shù)據(jù)。為了達(dá)到某種目的而對圖像使用一種數(shù)學(xué)技巧,經(jīng)過變換后的圖像更為方便、容易地處理和操作。圖像增強(qiáng)的主要目標(biāo)是改善圖像的質(zhì)量。采用某些處理技術(shù)來突出圖像中的某些信息,削弱或消除某些無關(guān)信息,從而有目的地強(qiáng)調(diào)圖像的整體或局部特征，讓觀察者能看到更加直接、清晰的分析和處理圖像。直方圖修正、灰度變換、強(qiáng)化圖像輪廓等都是常用的手段。在圖像研究和應(yīng)用中,人們往往僅對圖像的某些部分感興趣。它們一般對應(yīng)圖像中待定的、具有獨(dú)特性質(zhì)的區(qū)域。圖像分割就是把圖像中需要的那一個部分分割出來。圖像分析的內(nèi)容分為特征提取、圖像分割、符號描述、和圖像的檢測與匹配。 國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r　　在現(xiàn)代化交通系統(tǒng)中，如何快速準(zhǔn)確地提取目標(biāo)車輛的車牌信息一直是一個技術(shù)性難題，它一直制約著交通系統(tǒng)現(xiàn)代化、自動化、智能化的發(fā)展腳步。車牌識別技術(shù)的研究早在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)開始了。技術(shù)的核心是通過對拍到的車牌圖像進(jìn)行分析，在非人工千預(yù)的情況下自動獲取車牌信息，從而確定車輛牌號。在車牌識別系統(tǒng)研究中，許多的新技術(shù)和新方法被不斷地提出并應(yīng)用，例如圖像處理技術(shù)、模糊數(shù)學(xué)理論、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法等等，也有人將一些傳統(tǒng)方式和高新技術(shù)相結(jié)合來進(jìn)行應(yīng)用，但到目前為止，由于各種客觀的不利環(huán)境因素存在，還沒有一種解決辦法可以作為最有效的銀彈，來解決應(yīng)用中的所有技術(shù)難題，它們在系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實(shí)時性方面雖都有其自己的解決辦法和設(shè)計(jì)方案，但健壯性和魯棒性均達(dá)不到理想要求。因此LPR系統(tǒng)雖然經(jīng)歷了20多年的發(fā)展，依然是一個能夠被解決但一直沒有被妥善解決的問題?！　庠谶@方面的研究工作開展較早。早在上世紀(jì)70年代，英國就在實(shí)驗(yàn)室中完成了實(shí)時車牌檢測系統(tǒng)，的廣域檢測和開發(fā)。同時代，還誕生了面向被盜車輛的第一個實(shí)時自動車牌監(jiān)測系統(tǒng)。直至今日，國外對車牌檢測的研究已經(jīng)取得了一些令人矚目的成就，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)，%、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?！　∧壳?，以色列的Hi一Teeh公司研制的多種see/CarSystem，適用于幾個不同國家的車牌識別。新加坡的vLPRs只適合于新加坡的車牌。此外日本、德國等發(fā)達(dá)國家都有適合自己本國車牌的識別系統(tǒng)。我國做得較好的產(chǎn)品是中科院自動化研究所的漢王眼，另外，亞洲視覺科技有限公司、深圳市吉通電子有限公司以及上海交通大學(xué)、清華大學(xué)等高校都做過類似的研究。從目前一些產(chǎn)品的性能來看，車牌識別系統(tǒng)的識別率和識別速度都有待提高。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)，圖像處理技術(shù)的發(fā)展與計(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。 設(shè)計(jì)原理汽車牌照自動識別技術(shù)是一項(xiàng)利用車輛的動態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進(jìn)行牌照號碼、牌照顏色自動識別的模式識別技術(shù)。通過對圖像的采集和處理，完成車牌自動識別功能，能從一幅圖像中自動提取車牌圖像，自動分割字符，進(jìn)而對字符進(jìn)行識別.第二章 MATLAB簡介 MATLAB發(fā)展歷史簡介MATLAB軟件是由美國Mathworks公司推出的用于數(shù)值計(jì)算和圖形處理的科學(xué)計(jì)算系統(tǒng)環(huán)境。MATLAB是英文MATrix LABoratory(短陣實(shí)驗(yàn)室)的縮寫。它的第1版()發(fā)行于1984年，經(jīng)過10余年的不斷改進(jìn)，現(xiàn)今已推出它的WindoM 98/NT版本()。新的版本集中了日常數(shù)學(xué)處理中的各種功能，包括高效的數(shù)值計(jì)算、矩陣運(yùn)算、信號處理和圖形生成等功能。在MATLAB環(huán)境下，用戶可以集成地進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、圖形繪制、輸入輸出、文件管理等各項(xiàng)操作。 MATLAB提供了一個人機(jī)交互的數(shù)學(xué)系統(tǒng)環(huán)境，該系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是矩陣，在生成矩陳對象時，不要求作明確的維數(shù)說明。與利用c語言或FoRTRAN語言作數(shù)值計(jì)算的程序設(shè)計(jì)相比，利用MATLAB可以節(jié)省大量的編程時間。在美國的一些大學(xué)里，MATLAB正在成為對數(shù)值線性代數(shù)以及其他一些高等應(yīng)用數(shù)學(xué)課程進(jìn)行輔助教學(xué)的有益工具。在工程技術(shù)界，MATLAB也被用來解決一些實(shí)際課題和數(shù)學(xué)模型問題。典型的應(yīng)用包括數(shù)值計(jì)算、算法預(yù)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，以及一些特殊的短陣計(jì)算應(yīng)用，如自動控制理論、統(tǒng)計(jì)、數(shù)字信號處理(時間序列分拆)等。 MATLAB系統(tǒng)最初是由CIeve Moler用FORTRAN語盲設(shè)計(jì)的，有關(guān)短陣的算法來自LINPACK和EIsPACK課題的研究成果；現(xiàn)在的MATLAB程序是MathWorks公司用 C語言開發(fā)的，第一版由steve Bangert主持開發(fā)編譯解釋程序，Steve Kleiman完成圖形功能的設(shè)計(jì)，John Little和Cleve Moler主持開發(fā)了各類數(shù)學(xué)分分析的子模塊，撰寫用戶指南和大部分的M文件。自從第1版發(fā)行以來，已有眾多的科技工作者加入到MATLAB的開發(fā)隊(duì)伍中，并為形成今天約MATLAB系統(tǒng)做