【文章內容簡介】 量的函數 ， 使其越來越受到人們的喜愛 ， 工具箱越來越多 ，應用范圍也越來越廣泛。 MATLAB 以商品形式出現后 ， 僅短短幾年 ， 就以其良好的開放性和運行的可靠性 ， 使原先控制領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。在時間進入 20 世紀九十年代的時候 ， MATLAB 已經成為國際控制界公認的標準計算軟件。 到九十年代初期 ， 在國際上 30 幾個數學類科技應用軟件中 ， MATLAB 在 數值計算方面獨占鰲頭 ， 而 Mathematica 和 Maple 則分居符號計算軟件的前兩名。 Mathcad 因其提供計算、圖形、文字處理的統(tǒng)一環(huán)境而深受中學生歡迎。 國際學術界， MATLAB 已經被確認為準確、可靠的科學計算標準軟件。在許多國際一流學術刊物上 ，（ 尤其是信息科學刊物 ）， 都可以看到 MATLAB 的應用。 在設計研究單位和工業(yè)部門 ， MATLAB 被認作進行高效研究、開發(fā)的首選軟件工具。如美國 National Instruments 公司信號測量、分析軟件 Lab VIEW ，Cadence 公司信號和通信分析設計軟件 SPW 等 ， 或者直接建筑在 MATLAB 之上 ，或者以 MATLAB 為主要支撐。又如 HP 公司的 VXI 硬件 ， TM 公司的 DSP ， Gage 公司的各種硬卡、儀器等都接受 MATLAB 的支持。 MATLAB 的語言特點 一種語言之所以能如此迅速地普及 ， 顯示出如此旺盛的生命力 ， 是由于它有著不同于其他語言的特點。正如同 FORTRAN 和 C等高級語言使人們擺脫了需要直接對計算機硬件資源進行操作一樣 ， 被稱作為第四代計算機語言的 MATLAB， 利用其豐富的函數資源 ， 使 編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來。 MATLAB 的最突出的特點就是簡潔。 MATLAB 用更直觀的、符合人們思維習慣的代碼 ， 代替了 C和 FORTRAN 語言的冗長代碼。 MATLAB 給用戶帶來的是最直觀、最簡潔的程序開發(fā)環(huán)境。以下簡單介紹一下 MATLAB 的主要特點 ： 焦作大學畢業(yè)設計說明書 第 9 頁 共 35 頁 （ 1） 語言簡潔緊湊 ， 使用方便靈活 ， 庫函數極其豐富。 MATLAB 程序書寫形式自由 ， 利用其豐富的庫函數避開繁雜的子程序編程任務 ， 壓縮了一切不必要的編程工作。由于庫函數都由本領域的專家編寫 ， 用戶不必擔心函數的可靠性?？梢哉f ， 用 MATLAB 進行科技開發(fā)是站在專家 的肩膀上。 （ 2） 運算符豐富。由于 MATLAB 是用 C 語言編寫的 ， MATLAB 提供了和 C 語言幾乎一樣多的運算符 ， 靈活使用 MATLAB 的運算符將使程序變得極為簡短。 （ 3） MATLAB 既具有結構化的控制語句 （ 如 for 循環(huán)、 while 循環(huán)、 break語句和 if 語句 ）， 又有面向對象編程的特性。 （ 4） 語法限制不嚴格 ， 程序設計自由度大。例如 ， 在 MATLAB 里 ， 用戶無需對矩陣預定義就可使用。 （ 5） 程序的可移植性很好 ， 基本上不做修改就可以在各種型號的計算機和操作系統(tǒng)上運行。 （ 6） MATLAB 的圖形功能強大。在 FORTRAN 和 C語言里 ， 繪圖都很不容易 ，但在 MATLAB 里 ， 數據的可視化非常簡單。 MATLAB 還具有較強的編輯圖形界面的能力。 （ 7） MATLAB 的缺點是 ， 它和其他高級程序相比 ， 程序的執(zhí)行速度較慢。由于 MATLAB 的程序不用編譯等預處理 ， 也不生成可執(zhí)行文件 ， 程序為解釋執(zhí)行 ，所以速度較慢。 （ 8） 功能強勁的工具箱是 MATLAB 的另一重大特色。 MATLAB 包含兩個部分 ：核心部分和各種可選的工具箱。核心部分中有數百個核心內部函數。其工具箱又可分為兩類 ： 功能性工具箱和學科性工具箱。功能性工具箱主要用來擴充其符號計算功能、圖示建模仿真功能、文字處理功能以及與硬件實時交互功能。功能性工具箱能用于多種學科。而學科性工具箱是專業(yè)性比較強的 ， 如 control、toolbox、 signal processing toolbox、 munication toolbox 等。這些工具箱都是由該領域內的學術水平很高的專家編寫的 ， 所以用戶無需編寫自己學科范圍內的基礎程序 ， 而直接進行高、精、尖的研究。下表列出了 MATLAB 的核心部分及其工具箱等產品系列的主要應用領域。 焦作大學畢業(yè)設計說明書 第 10 頁 共 35 頁 第三章 工作流程 汽 車牌照識別（ LPR）系統(tǒng)通過引入數字攝像技術和計算機信息管理技術，采用先進的圖像處理、模式識別和人工智能技術，通過對圖像的采集和處理，獲得更多的信息，從而達到更高的智能化管理程度。在 LPR 系統(tǒng)產品的性能指標中，識別率和識別速度難以同時提高其中原因既包括圖像處理技術不夠成熟，又受到攝像設備計算機等性能的限制。因此，研究高速準確的定位與識別算法，是當前的主要任務。 汽車車牌自動識別系統(tǒng)主要包括觸發(fā)拍照、圖像采集、圖像預處理、車牌定位、字符分割、字符識別、輸出結果等單元。 圖 觸發(fā)拍照：該單元會自動檢測車輛在指定區(qū)域的存在，現有的成熟技術的有線圈觸發(fā)、視頻觸發(fā)、紅外觸發(fā)、雷達觸發(fā)以及激光觸發(fā)。其中線圈觸發(fā)和視頻觸發(fā)得到了廣泛的應用。 圖像采集：該單元是指道路上安裝的攝像頭在檢測到有車輛通過的同時進行拍照并借助網絡傳送到汽車自動識別系統(tǒng)。 圖像預處理：該單元是指車牌識別系統(tǒng)對拍攝的汽車圖片進行 灰度化和邊緣檢測等 處理。在外界光照不均勻，光照強度不穩(wěn)定的情況下，通過攝像機采集到的車牌原始圖像會模糊不清，因此需要對其進行圖像 增強的處理；在外界環(huán)境噪聲以及電子器件自身產生的噪聲干擾下，車牌圖像質量會有所下降，因此需要對圖像采集 車牌定位 字符分割 字符識別 輸出結果 觸發(fā)牌照 圖像預處理 焦作大學畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 共 35 頁 原圖像進行去噪處理等等。以上所做的這些處理均屬于圖像預處理的工作。 車牌定位：是指對預處理過的汽車圖片進行處理，把車牌部分進行定位，把無用的部分去除，得到定位好的車牌圖片。在一張完整的車輛圖像中，大部分區(qū)域都是背景圖像，對識別工作毫無意義，我們可以將背景區(qū)域視為無用區(qū)域，并設法將其去除，即從復雜的背景圖像中準確的定位并分割出車牌區(qū)域圖像，從原圖像中提取出需要的部分舍棄不需要的部分，以便節(jié)省系統(tǒng)識別時間，這也是車牌定 位分割的目的及意義所在。在定位分割的過程中要保證不能把非車牌區(qū)域誤判為車牌區(qū)域，也不能漏檢車牌區(qū)域，否則后繼的工作將無法進行。 字符分割：對已經定位的車牌圖片的進行字符分割，將車牌分割為 7 個單一的字符圖片。被分離出的車牌區(qū)域圖像，系統(tǒng)并不能直接對其進行識別，還需要將車牌上的每一個字符都獨立的完整的分割出來，即從車牌區(qū)域圖像中將車牌上所包含的每一個字符都切分出來，使其成為不具有任何相關性的單個字符圖像，再由系統(tǒng)分別對每個字符進行識別，在對字符進行切分時，要注意保證每個字符的完整度。 字符識別：車牌字符識別是最 為關鍵的一步，前面對車牌圖像所做的處理都是為了完成最終的識別。系統(tǒng)輸入的是單個的字符圖像，輸出的卻是文本格式的完整的車牌號碼，車牌字符識別的準確率直接反映出車牌識別系統(tǒng)性能的好壞。 輸出結果：輸出識別結果，并進行數據存儲。 對于車牌識別系統(tǒng)而言，以上的每一個步驟都是必不可少的，并且后一步驟均是建立在前面步驟的基礎之上進行的，因此，只有確保做好每一步才能順利完成系統(tǒng)最終的識別工作。 一、對車輛圖像進行預處理 ： function [d]=main(jpg) [filename, pathname] = uigetfile({39。*.jpg39。, 39。JPEG 文件 (*.jpg)39。})。 if(filename == 0), return, end global FILENAME %定義全局變量 FILENAME = [pathname filename]。 I=imread(FILENAME)。 figure(1),imshow(I)。title(39。原圖像 39。)。%將車牌的原圖顯示出來結果如下 ： 焦作大學畢業(yè)設計說明書 第 12 頁 共 35 頁 ： I1=rgb2gray(I)。%將彩圖轉換為灰度圖 figure(2),subplot(1,2,1),imshow(I1)。title(39。灰度圖像 39。)。 figure(2),subplot(1,2,2),imhist(I1)。title(39?；叶葓D直方圖 39。)。%繪制灰度圖的直方圖結果如下所示： 焦作大學畢業(yè)設計說明書 第 13 頁 共 35 頁 3. 用 roberts 算子進行邊緣檢測： I2=edge(I1,39。roberts39。,39。both39。)。%選擇閾值 ，用 roberts 算子進行邊緣檢測 figure(3),imshow(I2)。title(39。roberts 算子邊緣檢測圖像 39。)。 結果如下： ： se=[1。1。1]。 I3=imerode(I2,se)。%對圖像實施腐蝕操作，即膨脹的反操作 焦作大學畢業(yè)設計說明書 第 14 頁 共 35 頁 figure(4),imshow(I3)。title(39。腐蝕后圖像 39。)。 se=strel(39。rectangle39。,[25,25])。%構造結構元素以正方形構造一個 se I4=imclose(I3,se)。% 圖像聚類、填充圖像 figure(5),imshow(I4)。title(39。平滑圖像 39。)。 結果如下所示： 6. 刪除二值圖像的小對象 I5=bwareaopen(I4,2020)。% 去除聚團灰度值小于 2020 的部分 焦作大學畢業(yè)設計說明書 第 15 頁 共 35 頁 figure(6),imshow(I5)。title(39。從對象中移除小的對象 39。)。 結果如下所示 ： 二、 車牌定位 [y,x,z]=size(I5)。%返回 I5各維的尺寸，存儲在 x,y,z中 myI=double(I5)。%將 I5轉換成雙精度 tic %tic表示計時的開始， toc表示計時