【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 中用到 Hough 變換和投影圖特征值的方法，下面先對(duì)這兩項(xiàng)做簡(jiǎn)單介紹。 Hough 變換提取直線的原理如下。對(duì)于圖像空間中的任意一點(diǎn) ),( 00 yx ，利用變換 ??? s inc o s ???? yx (1) 將其變換為參數(shù)空間 ),( ?? 中的一條曲線 ??? sinco s ???? yx ，對(duì)位于同一直線 l 上的 n 個(gè)點(diǎn)逐一進(jìn)行上述變換，則在參數(shù)空間 ),( ?? 中對(duì)應(yīng)得到 n 條曲線。由式（ 1）可知，這 n 條曲線必定經(jīng)過(guò)同一點(diǎn) ),( 00?? 。找到參數(shù)空間中的這個(gè)點(diǎn)就知道了圖像空間中的對(duì)應(yīng)直線 l 。于是 Hough 變換可以用來(lái)在二值圖像中檢測(cè)直線。 投影圖特征值的求法下如下。對(duì)預(yù)處理后的車牌二值化圖像作垂直投影圖，定義特征值 Z 為 )][( 10? ???? nW idt hi nWi dt hipr ojr ou ndZ ? (2) 其中， nWidth 表示車牌圖像的寬度， ][iproj 表示圖像第 i 列上所有像素點(diǎn)的灰度值之和， ?表示一常量參數(shù)， )(xround 函數(shù)表示對(duì)數(shù)值 x 取整。 特征值 Z 所表示的意義是，從任何一個(gè)分割點(diǎn)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一個(gè)超越特征值 Z 的波峰后找到的第一個(gè)滿足限定條件的波谷值，即為下一個(gè)分割點(diǎn)的位置。 (1) 利用 Hough 變換的水平分割方法 對(duì)于旋 轉(zhuǎn)角度較大的車牌圖像，作整體水平投影后，通過(guò)投影很難直接分析出水平分割線。但是對(duì)于單個(gè)字符而言，旋轉(zhuǎn)對(duì)其影響并不大，單獨(dú)對(duì)一個(gè)字符作投影，很容易根據(jù)投影分析得到水平分割線?；谶@樣的事實(shí)，這里提出一種先分塊求取分段水平分割線，然后再擬合的方法，較好地解決了水平分割問(wèn)題。算法包括以下 3 個(gè)步驟： ***：交通違章圖片信息處理與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 ① 分析垂直投影，粗略求出垂直分割線，將車牌劃分為子塊。此時(shí)求取垂直分割線只是為了將圖像劃分為子塊，所以對(duì)準(zhǔn)確性的要求不高。 ② 分析各個(gè)子塊的水平投影，求出分段水平分割線。 ③ 以各段水平分割線的中點(diǎn)為輸入，采用 Hough 變換的 方法求解直線，這樣就得到了要求的水平分割線。 水平分割線求得以后，就能去除水平邊框，進(jìn)而求得準(zhǔn)確的垂直分割線。 (2) 利用垂直投影信息結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)約束的垂直分割方法 一般情況下，分割線位置總是對(duì)應(yīng)于垂直投影的谷底，而且分割線穿過(guò)區(qū)域的圖像灰度方差就應(yīng)該較小。但是由于有各種干擾以及字符投影本身具有的復(fù)雜性，很難直接準(zhǔn)確確定出垂直分割線的位置。因此，這里考慮到，車牌的外廓尺寸是 )(140440 2mm? ，每個(gè)字符寬 mm45 ，高 mm90 ，間隔符 mm10 ，每個(gè)單元間隔 mm12 。利用這些先驗(yàn)信息作為約束條件，就能比較準(zhǔn)確地找到垂直分割線位置。算法步驟如下： ① 求取候選垂直分割線。尋找圖像垂直投影的谷底，作為候選垂直分割線的位置。 ② 估算車牌尺寸。根據(jù)水平分割線和候選垂直分割線提供的位置信息，利用車牌尺寸的先驗(yàn)知識(shí)，估算出整個(gè)車牌的寬度和每個(gè)字符的寬度。 ③ 確定大間隔的位置。車牌的前兩個(gè)字符和后面 5 個(gè)字符之間有一個(gè)較大的間隔。估算出車牌尺寸以后，利用車牌尺寸的先驗(yàn) 知識(shí)，估算出大間隔的位置。根據(jù)垂直投影以及方差信息，在估算出的位置附近搜索，確定大間隔左右邊界。 ④ 求取垂直分割線。根據(jù)大間隔的位置，利用先驗(yàn)知識(shí)估算出垂直分割線的位置，然后在估算出的位置附近，根據(jù)垂直投影以及方差信息，從候選垂直分割線中確定垂直分割線。確定垂直分割線時(shí)，左右邊框和內(nèi)側(cè)的字符之間的間隔較小，而且通常該處的噪聲較大，而左右邊框和外側(cè)的背景之間往往有較大的間隔。很多情況下，只根據(jù)投影信息和方差信息很難將左右邊框與其臨近的字符分開(kāi)。通過(guò)強(qiáng)化先驗(yàn)知識(shí)的約束，有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。大間隔的檢測(cè)一般是較準(zhǔn) 確的，同時(shí)除了首尾兩個(gè)字符以外，別的字符的分割也是比較準(zhǔn)確的。這樣，根據(jù)大間隔的位置和其余字符的寬度能比較準(zhǔn)確地計(jì)算出首尾兩個(gè)字符的分割位置。以計(jì)算出位置中心，在其較小的鄰域內(nèi)搜索，確定垂直分割線。 車牌字符識(shí)別 字符識(shí)別是車牌識(shí)別系統(tǒng)中最重要的內(nèi)容之一 ， 這里采用了模板匹配字符識(shí)別算法 ，其基本思路是先建立一個(gè)字符二值圖像的模板庫(kù) ， 從車牌分割的子區(qū)域中提取出分割字符作為待識(shí)別的車牌字符 ， 將待識(shí)別的車牌字符的大小調(diào)整為與模板庫(kù)中的字符大小一致 ，然后將其與模板庫(kù)中的字符逐一進(jìn)行匹配 ， 并計(jì)算車牌字符與每 個(gè)模板字符的匹配程度 ，最相似的就是匹配結(jié)果。 違章信息管理平臺(tái) 該系統(tǒng)根據(jù)電子警察日常工作的特點(diǎn)，參考目前實(shí)際應(yīng)用中的電子警察后臺(tái)管理程序的開(kāi)發(fā)模式，開(kāi)發(fā)了違章信息系統(tǒng)管理平臺(tái)。它將原始的人工管理方法轉(zhuǎn)換為電腦管理，極大地降低了管理人員的工作量，能使交警部門及時(shí)了解電子警察得到的各種信息，掌握違法情況，執(zhí)法反應(yīng)能力大大提高。同時(shí)也提供給駕駛員查詢違章記錄的平臺(tái)，使用戶及時(shí)了解違章情況并交納罰金。 (1) 登錄模塊。該違章信息管理系統(tǒng)根據(jù)面向的不同用戶，分為交通管理員系統(tǒng)和駕駛員系統(tǒng)，管理員和駕駛員通過(guò)輸入正 確的用戶名和密碼，登錄到對(duì)應(yīng)的界面中使用系統(tǒng)，并各自有不同的權(quán)限和服務(wù)功能。 (2) 錄入模塊。在該模塊中，主要實(shí)現(xiàn)管理員對(duì)違章圖片的錄入，在錄入違章信息時(shí)，為了減少管理員的工作量，很多違章信息都是通過(guò)違章圖片自動(dòng)獲取。 (3) 管理員查詢模塊。該模塊的主要功能是對(duì)違章信息的條件查詢，同時(shí)還可以對(duì)某****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 一條違章信息進(jìn)行交款標(biāo)記的修改或刪除，并能夠打印條件查詢后的違章信息。 (4) 注冊(cè)模塊。駕駛員在首次使用該查詢系統(tǒng)時(shí)，需要先進(jìn)行注冊(cè)。在該模塊中，用戶需要填寫(xiě)個(gè)人相關(guān)信息，系統(tǒng)也會(huì)對(duì)這些信息進(jìn)行檢查。只有用戶填寫(xiě)的信息正確且完整才能完 成注冊(cè)。 (5) 駕駛員查詢模塊。在該查詢模塊中，駕駛員作為低權(quán)限的用戶，只能通過(guò)車牌號(hào)對(duì)違章信息進(jìn)行查詢和打印。 (6) 個(gè)人信息修改模塊。在該模塊中，用戶可以修改自己的聯(lián)系方式和登錄密碼。同樣的，若想保存修改結(jié)果，也需按照系統(tǒng)要求，系統(tǒng)檢查正確后修改方可成功。 (7) 退出模塊。該模塊是用戶退出系統(tǒng)時(shí)的中間過(guò)程，這里會(huì)顯示出關(guān)于系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。 無(wú)論是管理員還是駕駛員，在查詢違章信息時(shí)均可看到對(duì)應(yīng)的違章圖片。這樣可以有效地防止套牌車的肆意違章，也使對(duì)駕駛員的違章處罰有據(jù)可循。 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)各模塊的簡(jiǎn)單介紹可知，錄入模塊、管理員查 詢模塊屬于交通管理員系統(tǒng)，注冊(cè)模塊、駕駛員查詢模塊和個(gè)人信息修改模塊屬于駕駛員系統(tǒng)，登錄模塊和退出模塊可同時(shí)使用在管理員系統(tǒng)和駕駛員系統(tǒng)中。以上描述的各個(gè)模塊都將在系統(tǒng)中以表單的形式現(xiàn)實(shí)。 系統(tǒng)工作流程圖如圖 所示。 登錄系統(tǒng)身份選擇管理員登錄駕駛員登錄新用戶管理員 駕駛員否注冊(cè)是錄入違章記錄查詢違章記錄修改個(gè)人信息查詢違章記錄修改交款標(biāo)記打印違章記錄打印違記錄修改基本信息修改密碼 圖 違章信息管理系統(tǒng)工作流程圖 ***：交通違章圖片信息處理與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 對(duì)于信息管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)系統(tǒng)的操作對(duì)象，因此在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)之前，做好數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)工作是非常重要的。合理地設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，正確地構(gòu)造表的結(jié)構(gòu)，不僅可以準(zhǔn) 確地提供信息，高效地維護(hù)數(shù)據(jù)，還可以方便用戶操作，提高工作效率。 數(shù)據(jù)庫(kù)分析 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的分析，即是對(duì)系統(tǒng)功能需求的分析，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能建立相關(guān)的數(shù)據(jù)表。針對(duì)不同的用戶，對(duì)系統(tǒng)功能的需求也不同。 對(duì)于管理員，完成對(duì)違章信息的管理，就需要建立“電子違章信息”數(shù)據(jù)表。對(duì)違章信息進(jìn)行管理，首先需要錄入違章信息。為簡(jiǎn)化操作，在錄入違章地點(diǎn)和違章簡(jiǎn)況時(shí)，可以從“電子警察”監(jiān)控器的屬性中調(diào)出相關(guān)信息，這里需要建立“電子警察信息”數(shù)據(jù)表。在查詢違章記錄時(shí)，希望能夠同時(shí)獲取到車輛信息，以方便通知車主對(duì)違章情況 進(jìn)行處理，因此需要建立“車輛信息”數(shù)據(jù)表。此外，為了保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不會(huì)對(duì)外泄漏，管理員在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作之前，需要輸入正確的用戶名及口令，所以還需要建立“管理員信息表”。 對(duì)于駕駛員來(lái)說(shuō)，在實(shí)現(xiàn)查詢違章記錄功能的同時(shí)，需要針對(duì)新用戶提供注冊(cè)功能，已經(jīng)注冊(cè)并登錄到系統(tǒng)中的用戶還可以對(duì)個(gè)人信息進(jìn)行修改，這里就需要建立駕駛員的“用戶信息”數(shù)據(jù)表。 系統(tǒng)的主要實(shí)體的 ER 圖如圖 所示。 管理員查詢 / 修改 / 打印駕駛員查詢 / 打印1違章記錄MM駕駛1車輛M1錄入時(shí)調(diào)用1電子警察1查詢時(shí)調(diào)用1M 圖 違章信息管理系統(tǒng) ER 圖 系統(tǒng)所涉及實(shí)體描述的 ER 圖如圖 所示。 管理員用戶名口令 圖 (a) 管理員描述 ER 圖 ****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 駕 駛 員用 戶 名姓 名密 碼性 別身 份 證 號(hào)電 子 郵 箱 聯(lián) 系 電 話聯(lián) 系 地 址 圖 (b) 駕駛員描述 ER 圖 違章記錄車牌號(hào)違章圖片違章時(shí)間交款標(biāo)記違章地點(diǎn)違章簡(jiǎn)況 罰款金額扣分 圖 (c) 違章記錄描述 ER 圖 電子警察序號(hào) 罰款扣分類別位置 圖 (d) 電子警察描述 ER 圖 車輛車型發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)車架號(hào)車主車牌號(hào)顏色車主電話車主電子郵箱車主住址 圖 (e) 車輛描述 ER 圖 數(shù)據(jù) 庫(kù)表設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)表是數(shù)據(jù)庫(kù)中最基本的組成對(duì)象，在 Visual FoxPro 中，一個(gè)表以記錄（行）和字段（列）的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)則是關(guān)于某一類事物的信息。 根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)分析，整個(gè)系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)表有五張，分別是“電子違章信息”、“電子警察信息”、“車輛信息”、“管理員信息表”和“用戶信息”。 (1) “電子違章信息”表用于存放電子警察記錄的違章信息，字段說(shuō)明如表 所示。 表 “電子違章信息”表字段說(shuō)明 字段名 類型 寬度 索引 NULL 默認(rèn)值 備注 車牌號(hào) 字符型 8 普通索引升序 主鍵 違法時(shí)間 日期時(shí)間型 8 普通索引升序 違法地點(diǎn) 字符型 30 ***：交通違章圖片信息處理與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 續(xù)表 字段名 類型 寬度 索引 NULL 默認(rèn)值 備注 違章簡(jiǎn)況 字符型 10 罰款金額 字符型 5 交款標(biāo)記 字符型 6 未交 扣分 字符型 2 現(xiàn)場(chǎng)圖片 字符型 200 在“電子違章信息”表中，將“車牌號(hào)”設(shè)置為普通索引，是考慮到在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立表間一對(duì)多關(guān)系，通過(guò)“電子違章信息表”中的“車牌號(hào)”字段與“車輛信息表”中的“車牌號(hào)”字段將兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表相關(guān)聯(lián)。將“違法時(shí)間”設(shè)置為 普通索引升序，是考慮到查詢違章信息時(shí)，違章記錄能夠按照違法時(shí)間的先后順序排列。將“交款標(biāo)記”的默認(rèn)值設(shè)置為“未交”，能夠在創(chuàng)建空白記錄時(shí)，新記錄的交款標(biāo)記默認(rèn)為“未交”，這一用法在錄入的表單中將繼續(xù)說(shuō)明。 (2) “電子警察信息”表用于存放城市道路中，各個(gè)路段的電子警察監(jiān)控設(shè)備的屬性，字段說(shuō)明如表 所示。 表 “電子警察信息”表字段說(shuō)明 字段名 類型 寬度 小數(shù)位數(shù) 索引 NULL 備注 序號(hào) 數(shù)值型 3 0 主索引升序 主鍵 位置 字符型 30 應(yīng)用類別 字符型 10 罰款 字 符型 5 扣分 字符型 2 在“電子警察信息”表中，“位置”字段的內(nèi)容是指電子警察監(jiān)控設(shè)備在城市道路的路段中所安裝的位置?！皯?yīng)用類別”指監(jiān)控設(shè)備具體是用來(lái)拍攝哪一種違章現(xiàn)象的，如闖紅燈設(shè)備、闖禁行設(shè)備等。因?yàn)閷?duì)各種違章現(xiàn)象的處罰原則是國(guó)家明文規(guī)定的，所以在這里根據(jù)拍攝到的違章現(xiàn)象直接給出罰款金額和扣分分值。在這里將“序號(hào)”設(shè)置為主索引升序是因?yàn)楸O(jiān)控設(shè)備的序號(hào)不允許出現(xiàn)重復(fù)值。 (3) “車輛信息”表用于存放已經(jīng)在車管所登記過(guò)的車輛的相關(guān)信息，實(shí)際中應(yīng)該由車管所提供該表中數(shù)據(jù)，其字段說(shuō)明如表 所示。 表 “車輛信息”表字段說(shuō)明 字段名 類型 寬度 索引 NULL 備注 車牌號(hào) 字符型 8 主索引升序 主鍵 發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào) 字符型 8 唯一索引升序 車架號(hào) 字符型 18 唯一索引升序 車型 字符型 10 顏色 字符型 4 車主 字符型 10 車主電話 字符型 11 車主電子郵箱 字符型 30 車主住址 字符型 30 在“車輛信息表”中，因?yàn)椤败嚺铺?hào)”字段的數(shù)據(jù)不允許出現(xiàn)重復(fù)值，即不可能出現(xiàn)車牌號(hào)相同的兩輛車，所以將其字段設(shè)置為主索引 ，這也是考慮到與“電子違章信息表”中“車牌號(hào)”字段建立一對(duì)多關(guān)系的需要?！鞍l(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)”與“車架號(hào)”的數(shù)據(jù)應(yīng)該是唯一的，但每一個(gè)數(shù)據(jù)表只能建立一個(gè)主索引，所以將“發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)”與“車架號(hào)”設(shè)置為唯一****大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 索引。 (4) “管理員信息表”比較簡(jiǎn)單，只用于存放管理員在登錄系統(tǒng)時(shí)的“用戶名”和“口令”，其字段說(shuō)明如表 所示。 表 “管理員信息