车牌识别算法.doc

车牌识别系统原理和算法研究 Research on Principle and Algorithm of Vehicle License Plate Recognition System 厦门宸天电子科技有限公司邮箱: dragonskytech@ 网址:: 2002 年 3月至 2006 年 8月提要本文对车辆牌照自动识别系统中图象预处理、特征提取和字符识别等环节涉及的新算法、新技术以及系统整体设计做了一个比较全面的论述, 同时针对目前的研究现状, 对一些关键的技术问题进行了深入探讨,主要解决了以下几个问题: 一、在复杂背景的图象中如何准确而迅速地定位分割牌照区域; 二、对分割下来的牌照字符如何提取具有较强的分类能力的特征; 三、如何设计高识别率的分类识别器。第一章绪论进入九十年代以来, 我国在高等级公等基础设施的建设上加快了步伐, 在不长的时间里各地高速公路、一级公路如雨后春笋般发展起来, 使我国高速公路总里程已达一万多公里, 然而, 与公路建设相比, 道路管理和监控等软件设施却显得相对滞后。为改善这种情况, 道路管理部门已着手进行智能交通系统的研究和开发, 研制和开发了诸如: 交通信号自适应控制系统、智能交通监控系统、 GPS 车辆管理及导航系统、不停车自动收费系统等智能化交通管理系统。其中高速公路不停车自动收费系统是基于非接触式 IC 卡,也称 RF 射频技术和车辆牌照字识别技术的车辆缴费信息综合管理系统。一、不停车自动收费系统的发展状况由于高速公路运输中传统的人工收费方法效率低下, 而近几年不断增加的交通量, 往往使得各式车辆在收费关卡处滞留形成“瓶颈”,不能完全发挥出高速公路的优点,这个问题如得不到解决, 势必影响交通运输线的畅通, 甚至导致直接或间接的损失。不停车自动收费系统是解决这一问题的有效方法之一, 该系统的启用将大大提高收费站各通道的处理能力, 减少车辆通过的时间。目前, 类似的自动收费系统在美国和欧洲一些发达国家已经得到广泛使用, 据资料表明: 高速公路自动收费站车辆的平均通过速度为每小时 1500 辆, 而装有自动收费系统的收费站为每小时 650 辆, 人工收费则最多为每小时 350 辆。随着该系统的推广使用, 收费站前的车辆堵塞和交通拥挤的情况得到缓解,可以过往车辆节约运营时间,这对于长途旅客运输和货物运输业显得尤为重要。另据统计, 启用了不停车收费通道, 在车流高峰时段,使用不停车收费系统通道的车辆达 75~ 80% 。另外,由于不停车收费系统自动化水平高、收费迅速而便捷、管理统一规范, 对杜绝高速公路人为的“乱收费”现象出具有特别重要的意义。目前应用于不停车收费系统的车辆识别技术主要有红外线传感 AVI ( Automatic Vechicle Identification )系统、电感 AVI 系统、射频微波 AVI 系统和图像识别 AVI 系统。其中, 红外线 AVI 系统利用了装在车辆车身处的一个类似条形码的代码标签, 车辆信息由一系列宽度和颜色各不相同的线条来表示, 当车辆经过红外线探测器时, 标签上的信息被反射到读取单元并被抽取出来; 电感 AVI 系统利用电感耦合实现数据传送, 安装在路边的线圈作为天线用于感应信号, 并在系统与车辆之间传送信号; 射频微波 AVI 系统则利用微波通讯技术实现数据的传送; 图像识别 AVI 系统将摄像机拍射的车辆输入计算机进行处理, 抽取出用于识别车辆的有用信息(如:牌照、车型等) 。非接触式 IC 卡自动收费系统是在近年来发展起来的一种先进的不停车自动收费系统, 它是利用 IC 卡技术和射频通讯技术实现对车辆的自动识别和收费,具有可靠性高、响应速度快、收费标准统一、使用寿命长等优点,是未来不停车收费系统的发展方向。目前, 国内外有不少公司和研究机构从事这方面的研究和开发工作,已有技术较完善的产品投入使用,其中影响较大的是美国德克萨斯仪器公司的 TIRIS ( Texas Instruments Recognitionand identification System ) AVI 系统。该系统已在法国巴黎的公共汽车系统和意大利罗马的地铁中得到使用。在国内, 广东佛山市的交通部门率先采用了基于 TRIS 技术的自动收费系统, 平均每小时能够处理 2500 辆车辆的交费, 从而解决了高速公路收费站拥挤堵塞的问题。然而, TRIS 系统的技术含量高, 属国外引进的高新技术设备, 价格昂贵、维修困难, 在硬件上没有自主版权, 而且也存在不适合我国公路现状的地方。因此,我们是在引进硬件设备的基础上进行消化吸收,开发自己的 AVI 系统,该系统将射频 IC 卡通讯技术和基于图像处理的车辆牌照识别技术和车辆车型识别技术有机地结合为一个整体。目前, 在国内实用的高速收