【正文】 產(chǎn)生新的研究和應(yīng)用領(lǐng)域：智能交通系統(tǒng)（ Intelligent Transportation System ） 。而車牌區(qū)域在整幅圖像中所占的比例較小，要從整幅圖像中定位車牌區(qū)域必然要在大量的背景信息中搜索，而且由于應(yīng)用的特殊性，要求快速、準確地完成車牌定位。由于牌照是機動車輛管理的唯一標識符號，因此，車輛牌照識別系統(tǒng)的研究在機動車管理方面具有十分重要的實際意義。利用灰度修正．濾波和圖像增強等 處理方法．較好地消除了圖像的噪音，提高了圖像質(zhì)量。它的研究主要涉及到模式識別、人工智能、計算機視覺、數(shù)字圖像處理等眾多學科領(lǐng)域。北京聯(lián)合大學 信息 學院 畢業(yè)設(shè)計 題目： 基于 MATLAB 的車牌定位算法設(shè)計 姓 名： 林本存 學 號： 2022080403104 學 院： 信息學院 專 業(yè)： 電子信息工程 同 組 人： 指 導 教 師： 章學靜 協(xié)助指導教師： 2022 年 5 月 12 日 北京聯(lián)合 大學 畢業(yè)設(shè)計 1 摘要 車牌自動識別系統(tǒng)是現(xiàn) 代智能交通管理的重要組成部分，可用于各級各類車輛管理場所。車牌的定位、分割更是該系統(tǒng)的關(guān)鍵，由于圖像場景的復雜性以及車牌位置和圖像質(zhì)量的不可預知性，牌照定位分割系統(tǒng)一直都未做到令人滿意，所以有必要對其進行進一步 的研究。通過對車牌特征的研究，利用邊緣掃描方法實現(xiàn)車牌定位。 車牌定位就是在車輛圖像中定位牌照區(qū)域的位置。如果沒有高效率的搜索方法，就需要耗費很多計算時間和存儲空間。智能交通系統(tǒng)是以緩和道路堵塞和減少交通事故，提高交通利用者的方便、舒適為目的，利用交通信息系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)、定位系統(tǒng)和智能化分析與選線的交通系統(tǒng)的總稱。 IC 卡是一種集微電子技術(shù)、通訊技術(shù)和計算機技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，利用 IC 卡進行車牌識別必須要在每輛汽車上安裝微型的電子信號接收和發(fā)射裝置即 IC 卡，當車輛經(jīng)過路口的檢測裝 置時 IC 卡系統(tǒng)將與路口的計算機系統(tǒng)進行對話，計算機系統(tǒng)從而取得卡內(nèi)存儲的車輛信息，然而盡管 IC 卡技術(shù)識別準確度高，運行可靠并可全天候作業(yè)，但它的整套設(shè)備價格昂貴，硬件復雜，不適用于異地作業(yè)且須制定全國統(tǒng)一標準．條形碼識別技術(shù)由于識別速度快、準確度高以及成本低等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于商品銷售、圖書館管理、倉庫管理、郵政管理等眾多領(lǐng)域，將其用于汽車牌照識別方面也是一種新方法，但它同 IC 卡技術(shù)一樣須在全國有統(tǒng)一標準，這給近期短時間內(nèi)推廣造成困難。為了解決圖像惡化的問題，目前國內(nèi)外北京聯(lián)合 大學 畢業(yè)設(shè)計 6 的研究機構(gòu)或公司企業(yè)采取的辦法是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。 目前國內(nèi)做得 比較好是上海高德威公司的產(chǎn)品，另外中科院自動化研究所漢王公司的“漢王眼”、亞洲視覺科技有限公司、深圳市吉通電子有限公司、中國信息產(chǎn)業(yè)部下屬的中智交通電子系統(tǒng)有限公司的產(chǎn)品都有不錯的效果，另外國內(nèi)的許多大學都對車牌識別系統(tǒng)做了很多的研究。 車牌定位只是車牌識別系統(tǒng)中最重要的一步。 1 . 車牌識別系統(tǒng)的應(yīng)用范圍 車輛牌照作為車輛的唯一身份標識是智能交通系統(tǒng)中大量信息的來源和直接處理對象。 北京聯(lián)合 大學 畢業(yè)設(shè)計 7 ( 3 ）機場、港口等出入口車輛管理 。 ( 7 ）道口檢查站車輛監(jiān)控。 LPR 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，停車場交通堵塞問題，還可以防止因工作人員作弊造成的路橋卡口、高速公路、停車場應(yīng)收款的流失，同時能以最簡單的方式完成交通部門的車輛交通信息聯(lián)網(wǎng)，解決數(shù)據(jù)統(tǒng)計自動化，模糊查詢的問題，具體應(yīng)用可概括為： 1 ．車輛身份的識別 在 道路交通檢測部門，每天有大量的違規(guī)車輛（如闖紅燈、逆行、壓黃線等）圖片匯集，通常的人工識別車牌及輸入信息的方式，工作量大，易引起操作員的疲勞誤判，采用自動 LPR 系統(tǒng)能自動對車輛牌照進行識別處理，可減少大量人力、物力，減輕工作強度，顯著提高處理速度和效率。 3 ．在無人看守情況下車輛的出入 主要用于小區(qū)停車場管理系統(tǒng)中，利用系統(tǒng)能在不停車狀態(tài)下自動識別汽車牌照和車型的特點，在車輛經(jīng)過卡口的一瞬間，得到識別結(jié)果并通過通信網(wǎng)絡(luò)將識別出的車輛信息及入口信息傳送到各個出口。 由此可見， LPR 系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景。設(shè)計一個 DSP 系統(tǒng)，來實現(xiàn)用 MATLAB 實現(xiàn)的相同功能。接下來，就各部分的情況逐一介紹。 此次 算法的實現(xiàn)，采用的是由 Math Works 公司開發(fā)的 MATLAB 軟件，它功能強、效率高、簡單易學，是當今最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件之一，具有強大的科學計算與可視化功能和開放式擴展環(huán)境。 北京聯(lián)合 大學 畢業(yè)設(shè)計 10 三、 硬件 系統(tǒng)設(shè)計 、硬件系統(tǒng)設(shè)計 在硬件系統(tǒng)設(shè)計過程中， 芯片用的是 TMS320VC5509A， FLASH 和 SDRAM 用到的為 AM29LV800 和 HY57V641620FTP。 （ 2） 電源 模塊： 為 DSP 芯片 提供電源。 、各模塊與 DSP 的接口設(shè)計 電源連接電路 圖 ：提供工作電壓 5V TMS320VC5509A TMS320VC5509A FLASH H JTAG 電源 SDRAM 北京聯(lián)合 大學 畢業(yè)設(shè)計 11 圖 ：電壓轉(zhuǎn)換電路 圖 ： TMS320VC5509ADSP 注：由于市場上的都為 5V 電壓，所以通過電壓轉(zhuǎn)換電路（圖 3），將 5V 電壓轉(zhuǎn)換為 DSP 芯片需要的 + 和 +， DSP 芯片 5 7 13 12 2 4 898 號引腳接 + 電壓， 13 6 11 8 8 7 5 4 2 18 號引腳接 + 電壓。電平。 XF 為外部標志引腳。 當車輛到達觸發(fā)圖像采集單元時，系統(tǒng)采集 當前的圖像。而實際拍攝的車輛圖像效果往往不理想，如受外界光線對車牌的不均勻反射、惡劣天氣的影響、攝像頭聚焦或后背焦沒有調(diào)整到位而形成的車輛圖像不清晰、所拍攝圖像中存在的噪聲干擾、所安裝的車牌不規(guī)范或車輛變形等等。由于圖像的退化，干擾導入彩色原始圖像 圖像預處理 灰度化處理 圖像邊緣檢測 形態(tài)學處理 車牌 定位 定位 北京聯(lián)合 大學 畢業(yè)設(shè)計 18 了車牌信息的提取，所以為了改善退化了牌照圖像的質(zhì)量，必須對圖像進行預處理。根據(jù)車輛牌照預處理突出車牌部分信息的目的，常用的牌照預處理方法主要是圖像增強。濾波在頻域范圍內(nèi)主要有：低通濾波、高通濾波和同態(tài)濾波 f , l 。經(jīng)過低通濾波后的圖像，變得更模糊。卷積是將模板中的每個元素和對應(yīng)區(qū)域中的像素相乘，所有乘積之和作為區(qū)域中心像素的新值．由于濾波的目的是去除圖像的噪聲，所以，在圖像上面的變化，不是很明顯，所以本文只給出濾波前后圖像的直方圖統(tǒng)計，由此說明本文采用濾波實現(xiàn)平滑直方圖的目的。 (2)圖像增強 由于車牌的邊框的特征必須明顯，后期的車牌特征才能很好的提取。 灰度修 正 通常采用直方圖修正法使圖像具有期望的灰度分布．水平方向為像素歡度值，垂直方向為該像素值出現(xiàn)的數(shù)量，根據(jù)灰色 圖 像直方圖調(diào)整像素值的分布范圍，確保圖像亮度值均勻和平滑，同時如果直方圖中存在多個峰值，則按直方圖峰值計算其 限定閥值，然后進行分段圖像處理，由此分離出背景和噪聲。因此，圖像灰度化后接下來要進行灰度增強處理。本文認為車牌字符區(qū)域是本文考察的重點，因此該部分作為圖像的前景區(qū)，將字符邊緣區(qū)域的值設(shè)為 1，其他的部分都看成是背景區(qū)，設(shè)為 0。經(jīng)過二值化處理后 ,前景和其他背景就由黑白兩種顏色分開，選擇不同的閾值會得到不同的分離結(jié)果。本文對圖像進行水平邊緣檢測，有效地檢測出水平方向的邊緣像素，然后對檢測結(jié)果二值化處理，記錄邊緣點，然后對邊緣點按照從上到下，從左到右進行掃描 (定義位 x 和 y 方向掃描 )，得到整個圖像的跳變點分布。如果每個像元位于一個物體的邊界上，則北京聯(lián)合 大學 畢業(yè)設(shè)計 21 其鄰域像元灰度值變化比較大。圖像形態(tài)學處理中我們感興趣的主要是二值圖像。在圖像處理中用到的主要邏輯運算是：與、或和非（求補），它們可以互相組合形成其他邏輯運算。由于車牌被磨損或者掉色，車牌區(qū)域還可能出現(xiàn)孤點現(xiàn)象，需要對孤點進行填充空洞處理，這樣達到使車牌區(qū)域連通的效果，最后得到一個完整連北京聯(lián)合 大學 畢業(yè)設(shè)計 22 通的車牌區(qū)域 。 A 被B 膨脹是所有位移 z 的集合，這樣， 和 A 至少有一個元素是重疊的。 ② 腐蝕 對 Z 中的集合 A 和 B， B 對 A 進行腐蝕的整個過程如下： 用結(jié)構(gòu)元素 B，掃描圖像 A 的每一個像素 ； 用結(jié)構(gòu)元素與其覆蓋的二值圖像做 “與 ”操作 ； 如果都為 1，結(jié)果圖像的該像素為 1。即原始圖像只剩下車體區(qū)域部分，車牌總是處于車體區(qū)域圖像的下方；