车牌自动识别系统的研究及其在VC++中的实现
|
摘要
本文对车牌自动识别系统中图像预处理、车牌定位分割、字符切分和字符识别等模块涉及的新算法、新技术以及系统设计进行了比较全面的论述。针对目前的研究情况，对一些关键技术进行深入研究，主要解决下面几个方面的问题：(1)如何准确快速的定位分割牌照；(2)如何精确的分割出每个字符图像；(3)怎样设计高识别率的识别决策；(4)规划系统设计和需要实现的功能。
在车牌定位分割研究方面本文提出一种线段性探针搜索定位分割算法。该算法充分利用车牌固有特征采用线段型结构元素逐行扫描图像，统计与之匹配的结构象素点进行分析，能准确而快速地检出车牌区域。关于字符切分，本文研究并提出基于垂直投影差分分析的切分算法。这种算法的特点是研究对象为垂直投影值经过阈值筛选后再做前向差分运算的差分结果。这个差分值反映了垂直投影图的峰谷宽度信息。针对车牌大小不一，存在少量污渍和其他干扰的车牌有较好的分割效果。字符识别模块，分析模板匹配和神经网络的优势，采取了基于字符外轮廓特征匹配和神经网络组合识别的方法。这样有利于吸取两种方法的优势，弥补不足。最后讨论如何在VC++6.0中设计和实现车牌自动识别系统，并对处理后的结果进行分析，对论文研究工作进行总结和展望。
In this article, some new algorithms and methods are presented in such stages as pre-processing of images, license plate segmentation, character segmentation, character recognition in the license plate recognition system. At the same time, some crucial problems of technology were overall discussed, for example, (1) How to locate and segment license plate rapidly and exactly? (2) How to segment each character image accurately? (3) How to design the high recognition ratio decision? (4) How to design and implement the system?
This paper presents an approach called linear probe search to locate and segment license plate, which makes use of the characteristic of the license plate using a linear structure to scan the image and record the marching pixels. About the character segmentation, this article studies the method of based on vertical projection difference analysis, which can reflect the width of apex and paddy. In the recognition of characters module we present an approach of based on characteristic template matching combined with neural network recognition. Finally we specify the design and realization of the license plate recognition system on the plat of VC++6.0.
在车牌定位分割研究方面本文提出一种线段性探针搜索定位分割算法。该算法充分利用车牌固有特征采用线段型结构元素逐行扫描图像，统计与之匹配的结构象素点进行分析，能准确而快速地检出车牌区域。关于字符切分，本文研究并提出基于垂直投影差分分析的切分算法。这种算法的特点是研究对象为垂直投影值经过阈值筛选后再做前向差分运算的差分结果。这个差分值反映了垂直投影图的峰谷宽度信息。针对车牌大小不一，存在少量污渍和其他干扰的车牌有较好的分割效果。字符识别模块，分析模板匹配和神经网络的优势，采取了基于字符外轮廓特征匹配和神经网络组合识别的方法。这样有利于吸取两种方法的优势，弥补不足。最后讨论如何在VC++6.0中设计和实现车牌自动识别系统，并对处理后的结果进行分析，对论文研究工作进行总结和展望。
In this article, some new algorithms and methods are presented in such stages as pre-processing of images, license plate segmentation, character segmentation, character recognition in the license plate recognition system. At the same time, some crucial problems of technology were overall discussed, for example, (1) How to locate and segment license plate rapidly and exactly? (2) How to segment each character image accurately? (3) How to design the high recognition ratio decision? (4) How to design and implement the system?
This paper presents an approach called linear probe search to locate and segment license plate, which makes use of the characteristic of the license plate using a linear structure to scan the image and record the marching pixels. About the character segmentation, this article studies the method of based on vertical projection difference analysis, which can reflect the width of apex and paddy. In the recognition of characters module we present an approach of based on characteristic template matching combined with neural network recognition. Finally we specify the design and realization of the license plate recognition system on the plat of VC++6.0.
引文
[1]林立 何为，《汽车牌照自动识别技术的现状与发展》，北京轻工业学院学报19(1)，(2001)，36～40。
[2]牛欣 沈兰荪，《汽车牌照识别技术的研究》，测控技术18(12)，(1999)，14～17
[3]袁宝民 于万波，《汽车牌照定位研究综述》，大连大学学报23(2)，(2002)，6～12
[4]郭勇 吴乐南，《行驶车辆的牌照识别系统》，电子工程师11期，(2000)，37～41
[5]Luis Salgado, Jose M.Memendez, 《Automatic Car Plate Detection and Recognition through Intelligent Vision Enginerring》, IEEE Annual International Carnahan Conference on Security Technology, Proceedings, (1999),71～76
[6]Cui Y, Huang Q, 《Character Extraction of license Plate from Video》 Proceedings of IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, (1997), 502～507
[7]Yuntao Cui, Qian Huang, 《Automatic License Extraction from Moving Vehicles》 IEEE International Conference on Image Processing 3,(1997)126～129
[8]Hans A.Hegt, Ron J.De la Haye, 《A High Performance License Plate Recognition System》, Proceedings of IEEE International Conference On System, Man and Cybernetics 5,(1998)4357～4362
[9]Young Sung Soh, Byung Tac Chun, 《Design of Real Time Vehicle Identification System》, Proceedings of the IEEE International Conference on Systems ,Man and Cybernetics 3,(1994)2147～2152
[10]权炜 郑南宁，《复杂背景下的车辆牌照字符提取方法研究》，信息与控制31(1)，(2002)，25～29
[11]梁栋 高隽，《基于形状特性和反Hough变换的车牌区域定位与重
建》，计算机应用22(5)，(2002)，43～47
[12]黄祥林 沈兰荪，《基于DCT压缩域的图象字符定位》，中国图像图形学报7(1)，(2002)，22～26
[13]Thanongsak Sirthinaphong, 《The Recognition of Car License Plate for Automatic Parking System 》, Proceedings of the Fifth International Symposium on Signal Processing and Its Applications 1, (1999)455～457
[14]Thanongsak Sirthinaphong, 《Extracting of Car License Plate Using Motor Vehicle Regulation and Character Pattern Recognition》, IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems-Proceedings,(1998),559～562
[15]M.H.terBrugge, J.H.Stevens, J.A.G. Nijhuis, 《License Plate Recognition》
[16]戴青云 余英林，《一种基于小波与形态学的车牌图象分割方法》，中国图象图形学报5(5)，(2000)，411～415
[17]Rodolfo Zunino, 《Vector Quantization for License-Plate Location and Image Coding》, IEEE International Conference on Image Processing 3,(1997),126～129
[18]Rodolfo Zunino, 《Visual Location of License Plates by Vector Quantization》, Proceedings IEEE International Symposium on Circuits and Systems 4,(1999)135～138
[19]梅海泉 郑建宏《矢量量化的一种快速编码算法》重庆邮电学院学报10(1)(1998)1～3
[20]程群杰 董智斌，《灰度图象的快速矢量量化》兰州大学学报31(3)，(1995)，72～75
[21]张妙兰 付新文，《一种纹理图象分类方法的研究》，中国图象图形学报4(8)，(1999)，680～683
[22]高永英 张利，《一种基于灰度期望值的图像二值化算法》，中国图象图形学报4(6)，(1999)，524～528
[23]王耀明 董建萍，《图象阈值分割的统计迭代算法》，桂林电子工业学院学报20(21)，(2000)，6～8
[24]Sang U K Lee, Seok Yook Chung, 《A comparative performance study
of several global thresholding techniques for segmentation》 Computer Vision ,Graphics ,and Image Understanding 50(2), (1990), 171～190
[25]Jean Serm el al 《Introduction to mathematical morphology》 Computer Vision,Graphics,and Image Processing 35, (1986), 283-305
[26]崔屹，《图象处理与分析—数学形态学方法及应用》，科学出版社，(2000)，4～14
[27]袁志伟 潘晓露，《车辆牌照定位的算法研究》，昆明理工大学学报26(2)，(2001)，56～60
[28]Yi Lu 《Machine printed character segmentation-- An Overview》, Pattern Recognition 28(1), (1995), 67～80
[29]任明亮 范勇，《一种快速精确的汽车牌照字符切分算法》，四川大学学报(自然科学版)39(3)，(2002)，450～454
[30]刘智勇 刘迎建，《车牌识别(LPR)中的图象提取及分割》，中文信息学报14(4)，(2000)，29～34
[31]林纯青 徐立亚，《汽车图象中字符目标的提取算法》，上海交通大学学报33(10)，(1998)，1～3
[32]杨光正 吴岷《模式识别》，中国科学技术大学出版社，2001，7
[33]孙即祥 《模式识别中的特征提取与计算机视觉不变量》，国防工业出版社，2001，9
[34]楼震 胡钟山《基于轮廓分段特征的手写体阿拉伯数字识别》，计算机学报，22(10)，(1999)
[35]闫建国 高华《基于笔划类型的字符细化算法研究》，计算机工程与应用11期，(2001)
[36]陈友仁 赵正校《基于隐马尔可夫模型的车牌自动识别技术》红外与激光工程30(4)，(2001)
[37]韩宏 杨静宇《神经网络分类器的组合》计算机研究与发展37(12)(2000)
[38]曹迪铭 宣国荣《神经网络在车辆牌照字符识别中的应用》微型电脑应用16(6)，(2002)
[39]李博轩《Visual C++图形用户界面开发指南》清华大学出版社，
2000，11
[40]潘志庚《Windows环境下图形图象程序设计》清华大学出版社，1995，3
[41]《Visual C++数字图像处理》人民邮电出版社2002，6
[42]求是科技 张宏林《Visual C++数字图像模式识别技术及工程实践》人民邮电出版社2003，2
[43]卡斯尔曼《数字图像处理》电子工业出版社，1998，1
[44]李博轩((Visual C++图形用户界面开发指南》清华大学出版社，2000 11
[45]陈黎 黄心汉《基于聚类分析的车牌字符切分方法》计算机工程与应用，2002，6
[46]刘刚 丁晓青《多知识综合判决字符切分算法》计算机工程与应用17，(2002)
[47]任明亮 范勇《一种快速精确的汽车牌照字符切分算法》四川大学学报(自然科学版)39(6)，2002
[48]S.K.Pal et al. A review on image segmentation techniques, Pattern Recognition 29 (1993)1277-1294.
[49]李厚强 刘政凯，一种彩色纹理图像的分割方法，计算机学报，24，(2001)
[50]郭国栋，马颂德，彩色图象分割，中国图象图形学报11，(1998)
[51]赵雪春 戚飞虎《基于彩色分割的车牌自动识别技术》上海交通大学学报32(10)，(1998)
[2]牛欣 沈兰荪，《汽车牌照识别技术的研究》，测控技术18(12)，(1999)，14～17
[3]袁宝民 于万波，《汽车牌照定位研究综述》，大连大学学报23(2)，(2002)，6～12
[4]郭勇 吴乐南，《行驶车辆的牌照识别系统》，电子工程师11期，(2000)，37～41
[5]Luis Salgado, Jose M.Memendez, 《Automatic Car Plate Detection and Recognition through Intelligent Vision Enginerring》, IEEE Annual International Carnahan Conference on Security Technology, Proceedings, (1999),71～76
[6]Cui Y, Huang Q, 《Character Extraction of license Plate from Video》 Proceedings of IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, (1997), 502～507
[7]Yuntao Cui, Qian Huang, 《Automatic License Extraction from Moving Vehicles》 IEEE International Conference on Image Processing 3,(1997)126～129
[8]Hans A.Hegt, Ron J.De la Haye, 《A High Performance License Plate Recognition System》, Proceedings of IEEE International Conference On System, Man and Cybernetics 5,(1998)4357～4362
[9]Young Sung Soh, Byung Tac Chun, 《Design of Real Time Vehicle Identification System》, Proceedings of the IEEE International Conference on Systems ,Man and Cybernetics 3,(1994)2147～2152
[10]权炜 郑南宁，《复杂背景下的车辆牌照字符提取方法研究》，信息与控制31(1)，(2002)，25～29
[11]梁栋 高隽，《基于形状特性和反Hough变换的车牌区域定位与重
建》，计算机应用22(5)，(2002)，43～47
[12]黄祥林 沈兰荪，《基于DCT压缩域的图象字符定位》，中国图像图形学报7(1)，(2002)，22～26
[13]Thanongsak Sirthinaphong, 《The Recognition of Car License Plate for Automatic Parking System 》, Proceedings of the Fifth International Symposium on Signal Processing and Its Applications 1, (1999)455～457
[14]Thanongsak Sirthinaphong, 《Extracting of Car License Plate Using Motor Vehicle Regulation and Character Pattern Recognition》, IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems-Proceedings,(1998),559～562
[15]M.H.terBrugge, J.H.Stevens, J.A.G. Nijhuis, 《License Plate Recognition》
[16]戴青云 余英林，《一种基于小波与形态学的车牌图象分割方法》，中国图象图形学报5(5)，(2000)，411～415
[17]Rodolfo Zunino, 《Vector Quantization for License-Plate Location and Image Coding》, IEEE International Conference on Image Processing 3,(1997),126～129
[18]Rodolfo Zunino, 《Visual Location of License Plates by Vector Quantization》, Proceedings IEEE International Symposium on Circuits and Systems 4,(1999)135～138
[19]梅海泉 郑建宏《矢量量化的一种快速编码算法》重庆邮电学院学报10(1)(1998)1～3
[20]程群杰 董智斌，《灰度图象的快速矢量量化》兰州大学学报31(3)，(1995)，72～75
[21]张妙兰 付新文，《一种纹理图象分类方法的研究》，中国图象图形学报4(8)，(1999)，680～683
[22]高永英 张利，《一种基于灰度期望值的图像二值化算法》，中国图象图形学报4(6)，(1999)，524～528
[23]王耀明 董建萍，《图象阈值分割的统计迭代算法》，桂林电子工业学院学报20(21)，(2000)，6～8
[24]Sang U K Lee, Seok Yook Chung, 《A comparative performance study
of several global thresholding techniques for segmentation》 Computer Vision ,Graphics ,and Image Understanding 50(2), (1990), 171～190
[25]Jean Serm el al 《Introduction to mathematical morphology》 Computer Vision,Graphics,and Image Processing 35, (1986), 283-305
[26]崔屹，《图象处理与分析—数学形态学方法及应用》，科学出版社，(2000)，4～14
[27]袁志伟 潘晓露，《车辆牌照定位的算法研究》，昆明理工大学学报26(2)，(2001)，56～60
[28]Yi Lu 《Machine printed character segmentation-- An Overview》, Pattern Recognition 28(1), (1995), 67～80
[29]任明亮 范勇，《一种快速精确的汽车牌照字符切分算法》，四川大学学报(自然科学版)39(3)，(2002)，450～454
[30]刘智勇 刘迎建，《车牌识别(LPR)中的图象提取及分割》，中文信息学报14(4)，(2000)，29～34
[31]林纯青 徐立亚，《汽车图象中字符目标的提取算法》，上海交通大学学报33(10)，(1998)，1～3
[32]杨光正 吴岷《模式识别》，中国科学技术大学出版社，2001，7
[33]孙即祥 《模式识别中的特征提取与计算机视觉不变量》，国防工业出版社，2001，9
[34]楼震 胡钟山《基于轮廓分段特征的手写体阿拉伯数字识别》，计算机学报，22(10)，(1999)
[35]闫建国 高华《基于笔划类型的字符细化算法研究》，计算机工程与应用11期，(2001)
[36]陈友仁 赵正校《基于隐马尔可夫模型的车牌自动识别技术》红外与激光工程30(4)，(2001)
[37]韩宏 杨静宇《神经网络分类器的组合》计算机研究与发展37(12)(2000)
[38]曹迪铭 宣国荣《神经网络在车辆牌照字符识别中的应用》微型电脑应用16(6)，(2002)
[39]李博轩《Visual C++图形用户界面开发指南》清华大学出版社，
2000，11
[40]潘志庚《Windows环境下图形图象程序设计》清华大学出版社，1995，3
[41]《Visual C++数字图像处理》人民邮电出版社2002，6
[42]求是科技 张宏林《Visual C++数字图像模式识别技术及工程实践》人民邮电出版社2003，2
[43]卡斯尔曼《数字图像处理》电子工业出版社，1998，1
[44]李博轩((Visual C++图形用户界面开发指南》清华大学出版社，2000 11
[45]陈黎 黄心汉《基于聚类分析的车牌字符切分方法》计算机工程与应用，2002，6
[46]刘刚 丁晓青《多知识综合判决字符切分算法》计算机工程与应用17，(2002)
[47]任明亮 范勇《一种快速精确的汽车牌照字符切分算法》四川大学学报(自然科学版)39(6)，2002
[48]S.K.Pal et al. A review on image segmentation techniques, Pattern Recognition 29 (1993)1277-1294.
[49]李厚强 刘政凯，一种彩色纹理图像的分割方法，计算机学报，24，(2001)
[50]郭国栋，马颂德，彩色图象分割，中国图象图形学报11，(1998)
[51]赵雪春 戚飞虎《基于彩色分割的车牌自动识别技术》上海交通大学学报32(10)，(1998)