【導(dǎo)讀】行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重。要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明。的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。別等技術(shù)從車(chē)輛圖像中提取車(chē)牌字符信息，從而確定車(chē)輛身份的技術(shù)。制、交通監(jiān)控等方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。車(chē)牌識(shí)別主要包括車(chē)牌定位、字符分割和字符識(shí)別三大部分。兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。對(duì)特征點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行主成分分析的車(chē)牌水平校正方法。伸、二值化、邊緣化等處理，進(jìn)一步精確定位字符區(qū)域。二值化的過(guò)程中針對(duì)不同顏色的車(chē)牌選取。然后根據(jù)字符尺寸特征提出動(dòng)態(tài)模板法進(jìn)行字符分割，并將字符大小進(jìn)行歸。最后使用C語(yǔ)言構(gòu)建了車(chē)牌定位與字符分割系統(tǒng)軟件。該軟件包含上述的車(chē)牌定位、校正和分割。通過(guò)大量的圖片試驗(yàn)，特別是對(duì)存在大量干擾、光線不足及多車(chē)牌等圖片的處理結(jié)果表明，

　　

【正文】 更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)格式。使之更利于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。而且這種語(yǔ)言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是 MATLAB 能夠深入到科學(xué)研究及工程計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的重要原因。 (3)強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力 。 MATLAB 是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。其擁有 600多個(gè)工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種計(jì)算功能。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計(jì)算中的最新研究成果，而前經(jīng)過(guò)了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。在通常情況下，可以用它來(lái)代替底層編程語(yǔ)言，如 C和 C++ 。在計(jì)算要求相同的情況下，使用 MATLAB的編程工作量會(huì)大大減少。 MATLAB 22 的這些函數(shù)集包括從最簡(jiǎn)單最基本的函數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)。函數(shù)所能解決的問(wèn)題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的 求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問(wèn)題、 稀疏矩陣 運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。 (4)出色的圖形處理功能 :MATLAB 自產(chǎn)生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)出來(lái)，并且可以對(duì)圖形進(jìn)行標(biāo)注和打印。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動(dòng)畫(huà)和 表達(dá)式作圖。可用于科學(xué)計(jì)算和工程繪圖。新版本的 MATLAB 對(duì)整個(gè)圖形處理功能作了很大的改進(jìn)和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能（例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等）方面更加完善，而且對(duì)于一些其他軟件所沒(méi)有的功能（例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等）， MATLAB 同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。同時(shí)對(duì)一些特殊的可視化要求，例如圖形對(duì)話等， MATLAB 也有相應(yīng)的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。另外新版本的 MATLAB 還著重在圖形用戶界面（ GUI）的制作上作了很大的改善，對(duì)這方面有特殊要 求的用戶也可以得到滿足。 (5)應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 。 MATLAB 對(duì)許多專門(mén)的領(lǐng)域都開(kāi)發(fā)了功能強(qiáng)大的模塊集和工具箱。一般來(lái)說(shuō)，它們都是由特定領(lǐng)域的專家開(kāi)發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學(xué)習(xí)、應(yīng)用和評(píng)估不同的方法而不需要自己編寫(xiě)代碼。目前， MATLAB已經(jīng)把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)接口、概率統(tǒng)計(jì)、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 、 小波分析 、信號(hào)處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識(shí)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 LMI 控制、魯棒控制、模型預(yù)測(cè)、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、定點(diǎn)仿真、 DSP 與通訊、電力系統(tǒng)仿真等，都在工具箱（ Toolbox）家族中有了自己的一席之地。 （ 6）實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái) 。 新版本的 MATLAB 可以利用 MATLAB 編譯器和 C/C++數(shù)學(xué)庫(kù)和圖形庫(kù)， 將自己的 MATLAB 程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立于 MATLAB 運(yùn)行的 C 和 C++代碼。允許用戶編寫(xiě)可以和 MATLAB 進(jìn)行交互的 C或 C++語(yǔ)言程序。另外， MATLAB 網(wǎng)頁(yè)服務(wù)程序還容許在 Web 應(yīng)用中使用自己的 MATLAB 數(shù)學(xué)和圖形程序。 MATLAB 的一個(gè)重要特色就是具有一套程序擴(kuò)展系統(tǒng)和一組稱之為工具箱的特殊應(yīng)用子程序。工具箱是 MATLAB 函數(shù)的子程序庫(kù)，每一個(gè)工具箱都是為某一類學(xué)科專業(yè)和應(yīng)用而定制的，主要包括信號(hào)處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應(yīng)用。 （ 7）應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)（包括用戶界面 ） 。 在開(kāi)發(fā)環(huán)境中，使用戶更方便地控制多個(gè)文件和圖形窗口；在編程方面支持了函數(shù)嵌套，有條件中斷等；在圖形化方面，有了更強(qiáng)大的圖形標(biāo)注和處理功能，包括對(duì)性對(duì)起連接注釋等；在輸入輸出方面，可以直接向 Excel 和 HDF5 進(jìn)行連接。 算法實(shí)現(xiàn)的流程結(jié)構(gòu) 車(chē)牌定位與字符分割軟件主要流程如下： (1)圖片導(dǎo)入：直接讀入計(jì)算機(jī)中保存的 jpg 圖片或者 bmp 圖片，圖片來(lái)源不限，給出圖片絕對(duì)路 徑即可。 (2)車(chē)牌定位：由于當(dāng)前不知道車(chē)牌是屬于藍(lán)自車(chē)牌、黑白車(chē)牌或者是黃黑車(chē)牌，所以需要分別按這三種類型依次處理。首先對(duì)原始圖片進(jìn)行 HSI 空間的圖像增強(qiáng)，然后假設(shè)當(dāng)前為藍(lán)自車(chē)牌，取藍(lán)白特征點(diǎn)并對(duì)藍(lán)白特征點(diǎn)圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作，根據(jù) 23 車(chē)牌的長(zhǎng)寬比信息剔除偽年牌區(qū)域；再假設(shè)當(dāng)前為黑白年牌、黃黑年牌，使用同樣的方法處理得到車(chē)牌區(qū)域。 (3)車(chē)牌傾斜校正：以定位中數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)圖像中的車(chē)牌區(qū)域?yàn)闃颖?，使用豐成分分析法得到車(chē)牌傾斜角度，然后旋轉(zhuǎn)校正。 (4)字符分割：傾斜校正后車(chē)牌周?chē)鷷?huì)有～部分邊緣區(qū)域，先通過(guò)車(chē)牌粗 定位排除車(chē)牌邊緣區(qū)域得到車(chē)牌區(qū)域圖像；然后判斷車(chē)牌長(zhǎng)寬比是否滿足要求 j 對(duì)滿足要求的車(chē)牌區(qū)域分別進(jìn)行灰度化、灰度拉伸、二值化和邊緣提取后，精確定位字符區(qū)域；在統(tǒng)一車(chē)牌底色和字符顏色后，使用動(dòng)態(tài)模板法進(jìn)行字符分割：最后將得到的寧符大小歸一。 (5)結(jié)果導(dǎo)出： 圖 12 系統(tǒng)整體流程圖 Fig 12 Overall system flow chart 24 圖 13 車(chē)牌定位流程圖 Fig 13 License plate localization flow chart 25 圖 14 字符識(shí)別流程圖 Fig 14 Character recognition flow chart 26 軟件處理結(jié)果分析 除了對(duì)特點(diǎn)的圖片的處理外．還選取了一些干擾源多、光照不足及一幅圖片內(nèi)包含多車(chē)牌情況的圖片作為對(duì)軟件糾錯(cuò)性的測(cè)試。若圖片背景比較復(fù)雜．車(chē)旁及車(chē)身后有大量干擾．但是在使用提取顏色對(duì)特征點(diǎn)的方法以后，成功捧除了背景干擾，得到完整的車(chē)牌區(qū)域．保證了后續(xù)車(chē)牌精確定位和字符分割的順利進(jìn)行。夜間拍攝圖片．光線很暗，但是在對(duì) HS(空間的亮度分量進(jìn)行直方 罔均衡后依然可以得到正確的顏色信息。車(chē)牌字符區(qū)域精確定位后得到的字符被鉚釘粘蓮，但是通過(guò)動(dòng)態(tài)模板法的字符分割仍然準(zhǔn)確地拽到了字符分割線。若兩幅車(chē)牌，采用文中所述算法，仍拒準(zhǔn)確定位出兩幅車(chē)牌圖像．井精確地分割出所需的字符。在程序界面中，由于顯示圖片時(shí)將圖片寬高比例定在 3： 4．因此圖片在顯示時(shí)有點(diǎn)變形．但不影響處理過(guò)程。 6 結(jié)論 本文工作總結(jié) 本文主要對(duì)車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)中車(chē)牌定位、校正與字符分割的算法進(jìn)行研究。最后編程實(shí)現(xiàn)了車(chē)牌的定位與校正及字符分割，從輸入的車(chē)輛圖像中提取出一個(gè)個(gè)獨(dú)立的字符，為以后把 分割出的單個(gè)字符輸入字符識(shí)別模塊并得到車(chē)牌識(shí)別結(jié)果奠定了基礎(chǔ)。本文的主要工作總結(jié)如下： (1)在車(chē)牌定位中，對(duì) HSI 空間的亮度分量進(jìn)行直方圖均衡化，提高了被處理圖像的亮度適應(yīng)范圍，又不改變圖像的色度分量和飽和度分量。利用車(chē)牌圖像中車(chē)牌底色和字符顏色的共生和互補(bǔ)的規(guī)律，在 HSI 空間判斷顏色并提取顏色對(duì)特征點(diǎn) , 綜合了車(chē)牌的紋理、顏色以及顏色的固定搭配這三個(gè)條件，排除了很多干擾。使用動(dòng)態(tài)形態(tài)學(xué)算子依次進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的膨脹和腐蝕運(yùn)算，將車(chē)牌區(qū)域構(gòu)成一個(gè)連通的整體，并去除了許多干擾點(diǎn)。動(dòng)態(tài)形態(tài)學(xué)算子可以根據(jù)圖像分 辨率的不同自行調(diào) 整形態(tài)學(xué)算子尺寸，進(jìn)一步提高了車(chē)牌定位的適用范圍。然后根據(jù)車(chē)牌的形狀特征找到一系列的類車(chē)牌區(qū)域。 (2)在車(chē)牌的水平傾斜校正過(guò)程中，將顏色對(duì)特征點(diǎn)區(qū)域和主成分分析結(jié)合起來(lái)運(yùn)用在車(chē)牌的水 sF校正中，提出了一種基于顏色對(duì)特征點(diǎn)區(qū)域的主成分分析的車(chē)牌水平傾斜校正方法。這種方法將特征點(diǎn)區(qū)域連通，增加了車(chē)牌區(qū)域的信息含量 , 提高了車(chē)牌整體方向的抗干擾能力，并將求取圖像的傾斜角度轉(zhuǎn)換為求取二維散布矩陣的特征值和特征向量，傾斜角度計(jì)算快，而且準(zhǔn)確。 (3)字符分割中，先根據(jù)車(chē)牌的顏色對(duì)特征點(diǎn)連通區(qū)域 形狀特性和字符邊緣紋理特性，分別將車(chē)牌定位細(xì)分為車(chē)牌區(qū)域定位和字符區(qū)域定位。即排除了偽車(chē)牌減少了運(yùn)算量，又精確定位了車(chē)牌字符區(qū)域，減少了字符分割的干擾。由于顏色對(duì)特征點(diǎn)不連續(xù)，在字符區(qū)域定位及字符分割時(shí)會(huì)造成誤判，因此采用了灰度圖像處理方法得到圖像邊緣信息，再進(jìn)行分析。車(chē)牌字符區(qū)域定位中的二值化處理根據(jù)車(chē)牌顏色的不同提出升 i 同的閾值算法，充分結(jié)合實(shí)際情況提高二值化處理的效果。由于 不同的圖片得到的字符區(qū)域長(zhǎng)寬不統(tǒng)～，顯然傳統(tǒng)的模板法過(guò)于呆板，在充分考慮車(chē)牌字符的尺寸特征后，提出動(dòng)態(tài)模板字符分割法。并在考慮了 標(biāo)準(zhǔn)車(chē)牌寧符分割的同時(shí)，還處理了字符粘連情況下的字符分割。然后對(duì)得到的字符進(jìn)行了大小歸一。 (4)最后使用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)了車(chē)牌定位與字符分割軟件。該軟件包含上述的車(chē)牌定位、傾斜校正和字符分割等所有步驟。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)，該軟件在抗干擾能力和分析的實(shí) 27 時(shí)性上都表現(xiàn)良好，為后續(xù)的字符識(shí)別創(chuàng)造了良好的條件。 本文工作展望 現(xiàn)代交通的飛速發(fā)展和車(chē)牌識(shí)別技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷拓展給車(chē)牌識(shí)別提出了更高的要求，然而由于客觀條件及時(shí)問(wèn)的限制，對(duì)車(chē)牌定位和字符分割的研究仍有很多工作需要進(jìn)行。后續(xù)的研究有待于從以下幾個(gè)方面進(jìn) 一步提高和完善。 (1)車(chē)牌定位之前的圖像預(yù)處理，對(duì)軟件處理的成敗至關(guān)重要。本文只是簡(jiǎn)單地做了亮度均衡，還有待進(jìn)一步加強(qiáng)處理。 (2)由于采樣圖片的限制，字符分割中尚沒(méi)有碰到漢字被分為兩部分的情況 , 以后要加強(qiáng)對(duì)漢字間隔的處理。 (3)另外對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)車(chē)牌，如武警牌、使館牌以及近年出現(xiàn)的個(gè)性化車(chē)牌的識(shí)別，下一步的工作要把這些車(chē)牌都考慮進(jìn)去。 (4)本文處理對(duì)象是彩色圖像，彩色圖像數(shù)據(jù)量比灰度圖像大，兇此如何在保證準(zhǔn)確性的同時(shí)提高軟件的實(shí)時(shí)性仍然值得研究。 除了以上需要改進(jìn)的方向以外，為了從根本上提高車(chē)牌 定位與字符分割的效果 , 還需要有新的理論應(yīng)用到車(chē)牌定位與字符分割技術(shù)中。另外，車(chē)牌字符識(shí)別也是車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的一個(gè)步驟，這面還是有很多工作可以做。 參考文獻(xiàn) [1]白潔．車(chē)牌識(shí)別關(guān)鍵算法研究 [D][1] [S] [2] 王枚 ,王國(guó)宏 .基于伴生與互補(bǔ)顏色特征車(chē)牌特征的車(chē)牌字符分割新方法 [J].山東大學(xué)學(xué)報(bào) :工學(xué)版 ,2021,37(1):1～ 4 [3] 馬騰飛 ,鄭永果 ,趙衛(wèi)東 .基于邊緣檢測(cè)與 Hough 變換的車(chē)牌字符分割算法 [J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào) ,2021,18(1):391～ 403 [4] 遲 曉君 , 孟慶 春 . 基于 投影 特征 值的 車(chē)牌 字符 分割 算法 [J]. 北京 : 計(jì)算 機(jī)應(yīng)用 ,2021,23(7):256～ 257 [2]周開(kāi)軍．復(fù)雜環(huán)境下的車(chē)牌識(shí)別研究 [D]．武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2021 [3]廖金周，宣國(guó)榮．車(chē)輛牌照的自動(dòng)分割 [J]．微型電腦應(yīng)用， 1999 [4]左奇，史忠科．一種基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的實(shí)時(shí)車(chē)牌圖象分割方法 [J]．中國(guó)圖像圖 形學(xué)報(bào) (A版 )， 2021， 8(3)： 281～ 285 [5]李波，曾致遠(yuǎn)，付祥勝．基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和邊緣特征的車(chē)牌定位算法 [J]． 視頻 技術(shù)應(yīng)用與工程， 2021 [6]周心明，蘭賽，徐燕．圖像處理中幾種邊緣檢測(cè)算法的比較 [J]．現(xiàn)代電力， 2021 [7]沈世晏，盛栩智．基于邊緣檢測(cè)的車(chē)牌圖像分割技術(shù) [J]．自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用， 2021， 23(3)： 28 24～ 26 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