车牌字符分割系统的设计毕业设计论文Word下载.docx

车牌字符分割系统的设计毕业设计论文Word下载.docx

《车牌字符分割系统的设计毕业设计论文Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车牌字符分割系统的设计毕业设计论文Word下载.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

首先介绍了MATLAB软件和数字图像处理的基本理论知识，在此基础上进行了数字图像处理软件及图形界面的设计。

根据给定的任务要求选择合适的图像处理方案，进行系统软件编程。

具体内容如下：

1、车牌图像预处理技术的研究

2、车牌字符分割

三、重点研究问题

1、将车牌分成单个字符前地预处理

2、基于垂直投影法的车牌字符分割算法的研究

3、基于固定边界法的车牌字符分割算法的研究

4、在分析了前两种方法的优缺点后，提出了将两者结合的改进的投影法。

5、设计车牌字符分割系统的总体框架结构，建立软件图形化界面。

四、主要技术指标或主要技术参数

通过对设计内容的了解，深入学习数字图像处理相关内容的研究方法，在大量阅读相关课题的论文专著和参观的基础上，掌握先进的专业知识和研究方法，设计出系统的功能模块，编制软件程序，并进行综合调试，圆满完成毕业论文。

五、设计成果要求

1、在设计初期阶段进行认真调研。

在调研和充分理解课题内容和要求的基础上，写出3000字左右的开题报告（其中包括文献综述）。

要求查阅文献在10篇以上，开题报告中引用的文献资料在5篇以上。

2、在设计初期进行毕业实习，实习时间为2周左右。

实习过程应听从指导教师的指挥，写出实习日记。

实习结束后，对实习过程进行总结，提交实习报告（不少于2000字）。

3、在设计过程中，能运用一门外语翻译与课题有关的外文资料。

要求译文准确、通顺，字数在3000汉字以上。

4、在毕业设计后期，提交毕业设计论文一本。

要求内容完整，含中外文摘要，条理清楚，文字通顺，书写规范。

要求中文摘要字数在400字左右，关键词3～5个，论文正文字数应在10000字以上。

5、提交设计部分的软件源码。

六、其它

数字图像处理应用开发

毕业设计小组进程表

时间：

第1—14周（含2周实习）、14周答辩

2月21号—5月22号

第1—2周

（2.21—3.6）

进行调研，收集与课题相关资料，熟悉课题所需相关知识，初拟论文方案。

熟悉数字图像处理理论和相关应用工具软件MATLAB，收集素材。

完成相关英文资料翻译。

第3—4周

（3.7—3.20）

毕业实习，了解各种数字图像处理系统的开发和实际应用特点、工作原理及与专业有关知识，开阔眼界，进一步收集资料。

第5—6周

（3.21—4.3）

写出开题报告（文献综述）、实习报告。

确定总体设计方案。

第7—8周

（4.4—4.17）

研究MATLAB数字图像处理基础，掌握GUI开发应用程序的方法。

第9—10周

（4.18—4.29）

利用MATLAB编写功能模块代码的编写，设计系统运行界面，进行软件调试、修改，打印程序清单

第11—13周

（5.2—5.22）

编写和修改毕业论文，准备答辩

第14周

（5.23—5.27）

答辩

华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告

2011年03月25日

学生姓名

学号

专业

题目名称

数字图像处理应用开发——车牌字符分割系统的设计

课题来源

自选

主

要

内

容

（一）设计的背景、目的及意义

随着社会的发展，信息化的到来，人们的出行方式有了很大的变化，从自行车到摩托车，又到现在最普遍的火车、汽车，尤其是汽车，已经正在成为家庭必备的交通工具，越来越多的汽车涌入了街道、马路上，而如何管理好这些汽车成为了政府考虑的问题，智能交通系统（IntelligentTransportSystem，ITS）应运而生，该系统利用了计算机、通信、和网络等现代化资源，具有高效、准确、实时等特点。

智能交通系统作为一个概念最早出现于20世纪90年代初期，但其技术雏形却可以追溯到20世纪60年代，不过当时并没有得到重视。

而随着汽车成为现代社会的主要交通工具，对它的信息进行自动采集和管理就变得越来越重要。

目前，很多国家都投入了大量的人力物力来发展ITS，走在了世界前列的有美、日、欧等发达国家和地区。

而车牌识别系统是智能交通系统中的一个关键的技术，车牌是车辆的唯一标识，只有识别出车牌号码才能确认车辆的主人，从而更好的管理、约束车辆的运行，避免交通事故的发生或者对违反交通规则的车主进行处罚。

车牌字符的分割则是联系整个系统关键的一环，该环节将定位后的车牌中的字符分割为单一的字符，只有将车牌正确分割，才能为下一步的字符识别打好基础，如果字符分割效果不好，必将对车牌的识别带来很大的难度，所以一个好的字符分割方法对车牌识别系统有着重要的意义。

（二）国内外发展现状

字符分割的任务是将车牌中的字符全部一一切分为单一的字符，字符分割的优良直接影响着字符识别的正确率，但由于各种原因，字符分割很难达到完美，因为它会受到环境、车牌的完好性、车牌的类型等多种因素的影响，使得字符分割的复杂性大，没有一种特定的完美的方法可以使用，目前字符分割的算法还需不断地完善，目前，针对车牌的特征，人们提出了几种字符分割的算法：

基于车牌固定位置的分割算法、基于垂直投影的分割算法、和基于拓扑结构的分割算法、车牌字符分割的模板匹配算法、基于聚类分析的车牌字符分割方法等。

但这些方法多是针对特定的环境的方法，可移植性不高，仍然需要改进。

（三）本文设计内容

由于车牌的二值图像质量的好坏对车牌地字符分割很重要，因而本文会对车牌二值化后重点研究了车牌的去噪处理的方法，然后提出两种字符分割算法，分别为垂直投影法和固定边界法，并在分析了这两种方法的优缺点后提出了一种改进的垂直投影法。

另外，本文在完成了对字符分割算法的研究后，还将根据算法利用GUI程序设计工具设计了一个简单的图形用户界面。

针对二值图像的去噪处理，本文将分别进行开运算、闭运算、去除边框和去除圆点等处理。

其中开运算可以把比结构元素小的突刺滤掉，切断细长搭接而起到分离作用；

闭运算则可以把比结构元素小的缺口或孔填充上，搭接短的间断而起到联通作用；

去除边框则是根据车牌的特点分别找到车牌字符的左右、上下端，从而去除车牌边框对字符分割时的影响；

去除圆点同样是根据车牌的标准找到车牌的原点位置而将起强行抹黑，从而达到消除其对车牌分割时的影响。

针对车牌的字符分割算法，本为将提出垂直投影法和固定边界法两种方法，并在分析其优缺点后提出了改进的垂直投影法。

单纯的垂直投影法只有在字符间没有一点粘连和断裂的情况下才能达到预期的目的，而固定边界法对车牌的边界定位有很高的要求，否则会很容易出现字符分割错误的现象，本文将要把这两种方法结合，预期可以达到比单纯用两种方法中的一种的效果要好。

针对图形用户界面，本文将设计一个简单易用且功能齐全的GUI界面，该界面功能包括：

打开待分割界面、图像的灰度化、图像的二值化，图像的开运算、图像的闭运算、去除边框、去除圆点、计算行方向像素点和、计算列方向像素点和、投影法效果、固定边界法效果和改进法效果以及退出键。

采取的主要技术路线或方法

1，图像灰度化

2，图像二值化

3，对图像进行开闭运算

4，利用投影及车牌先验知识对车牌预处理

5，改进的投影法分割图像

6,利用MATLAB中GUI开发应用程序设计GUI图形界面

预期的成果及形式

可以对普通蓝底白字车牌实现分割，将有多个字符的图像切割为单个字符，并做出一个与字符分割程序相对应的图形用户界面。

时间安排

第1—2周（2.21—3.6）：

第3—4周（3.7—3.20）：

第5—6周（3.21—4.3）：

第7—8周（4.4—4.17）：

第9—10周（4.18—4.29）：

利用MATLAB编写功能模块代码的编写，设计系统运行界面，进行软件调试、修改，打印程序清单。

第11—13周（5.2—5.22）：

编写和修改毕业论文，准备答辩。

指导教师意见

签名：

年月日

备注

参考文献：

[1]张云刚，张长水．利用Hough变换和先验知识的车牌字符分割算法.[2]迟晓君，孟庆春．基于投影特征值的车牌字符分割算法[J].计算机应用研究，[3]吴进军，杜树新．车牌字符分割新方法[J]，工业控制计算机，2005，18（4）：

69-70。

[4]王兴玲．最大类间方差车牌字符分割的模板匹配算法[J]计算机工程，[5]赵海燕，马驷良，顾玲嘉．基于最小面积法进行的车牌字符分割[J].长春理工大学学报，2006，29（3）：

45-47。

[6]陈黎，黄心汉，王敏等．基于聚类分析的的车牌字符分割方法[J].计算机工程与应用，2002，29（3）：

[7]杨高波，杜青松．MATLAB图像、视频处理应用及实例.电子工业出版社，2010,1:

23，31。

[9]刘卫国．MATLAB程序设计教程．中国水利水电出版社，2010。

[10]李云．车牌定位与字符分割算法的研究及实现．成都：

电子科技大学，2010:

21-23。

[11]马婉婕．车牌识别系统中字符分割的研究与实现．上海：

复旦大学，2009

[12]白建华．车牌字符分割及识别算法研究．西安：

西安电子科技大学，2010

[13]邹永星．车牌字符分割方法的研究．湖南：

湖南师范大学，2008

[14]中华人民共和国公共安全行业标准．ICS43.040.60．GA36—2007．

[15]历旭．基于神经网络的车牌识别系统的研究与设计，武汉:

武汉理工大学，2002

摘要

随着社会的发展，车辆将越来越多，为了更好地管理车辆，智能交通系统将是发展的方向，而车牌自动识别系统是智能交通系统中一个重要的环节，它主要包括三个关键技术：

车牌区域定位、车牌字符分割和车牌字符识别。

本文针对车牌自动识别系统中关键技术之一的车牌字符分割部分做了深入的研究。

首先，要想将车牌图像正确地分割，必须得到质量较好的车牌二值图像，因此本文对车牌字符分割前的预处理进行了较深入研究，尤其是车牌图像二值化后的去噪处理，包括开闭运算、去除边缘、去除圆点等。

其次，在字符分割算法中，给出两种分割算法，一种是固定边界法，另一种是垂直投影法，并对车牌字符进行了分割。

实验结果表明，这两种方法可以对车牌字符进行分割，但效果都不是很理想。

然后，在分析了这两种方法的优缺点后，将这两种方法相结合得到改进的投影法，实验表明，该方法可以得到更好的字符分割效果，尤其对在除噪后仍然有少量噪声的车牌也可达到较好的效果。

关键词：

字符分割；

二值化；

预处理；

投影法

Abstract

Therewillbemoreandmorecarswiththedevelopmentofsociety.IntelligentTransportSystemwillbethedirectionofdevelopment.SystemofLicensePlateAutomaticRecognitionisanimportantpartoftheIntelligentTransportSystem.Itiscontainofthreekeytechnologies:

thelocationoflicenseplate,thedivisionoflicenseplatecharacterandtherecognitionoflicenseplatecharacter.ThispaperstudiedatcharacterrecognitiontechnologywhichisonekeytechnologyoftheSystemofLicensePlateAutomaticRecognition.

Atfirst,thebetterqualitylicenseplateisneededforproperlydividethelicenseplate.Sothispaperthoroughlystudiedthepretreatmentbeforethedivision,especiallythewipeofthenoiseafterthebinarizationincludingopenarithmetic,closearithmetic,wipeoftheedge,andwipeoftheroundspotetc.

Secondly,therearetwomethodstodividetheplate.Thefirstisthemethodofinvariableboundaryandtheotheristhemethodofverticalshadow.Atthesametime,makethedivisioninthetwomethodsseparately.Thetestsindicatethatbothofthetwomethodscanmakethedivision,butbothofthemcannotdoitwell.

Finally,combinethetwomethodsandreachtheimprovingmethodofverticalshadowafteranalyzemeritanddemeritofthetwomethods,Thetestsindicatethatthismethodmakeabetterdivisionespeciallytotheplatewhichstilloflicenseplatecharacter；

binarization；

pretreatment；

themethodofshadow

摘要I

AbstractII

目录III

第一章绪论1

1.1车牌识别技术的应用背景及前景1

1.2车牌识别系统的工作原理及组成3

1.3字符分割的发展现状3

1.4本文研究主要内容4

1.5本文的结构4

第二章车牌字符分割的相关理论基础6

2.1数字图像处理技术6

2.1.1二值图像6

2.1.2灰度图像6

2.2数学形态学理论基础7

2.2.1数学形态学的基本概念7

2.2.2二值形态学的基本运算7

第三章车牌图像的预处理9

3.1车牌图像的灰度化9

3.2车牌图像的二值化9

3.3车牌图像的去噪处理10

3.3.1车牌图像的开运算11

3.3.2车牌图像的闭运算11

3.3.3去除车牌边框12

3.3.4去除车牌图像中的圆点13

第四章车牌字符分割方法15

4.1基于垂直投影的车牌字符分割方法15

4.2基于固定边界法的车牌字符分割方法16

4.2.1固定边界法的原理16

4.2.2应用固定边界法的实现步骤17

4.3投影法与边界法相结合17

第五章车牌字符分割系统图形用户界面设计19

5.1GUI介绍19

5.2本文设计图形用户界面19

第六章总结和展望23

6.1总结23

6.2展望24

参考文献25

致谢26

附录27

附录A车牌字符分割源程序27

附录B英文原文及翻译32

第一章绪论

随着世界经济的快速发展，以及汽车制造技术的提高，使得汽车迅速成为人们日常生活中的一个必需品。

这造成全球的汽车数量猛增，而随之也导致城市的交通压力越来越大，城市的交通状况也因此得到了更多的关注。

如何有效地对交通进行管理，也成为各国政府和相关部门所关注的焦点和热点。

针对这些问题，人们开始将计算机技术、通信技术、计算机网络技术和自动化信息处理等很多新的科学技术用于交通道路的监视和管理系统，以此提高车辆管理和运输的效率。

它主要是通过对过往车辆实施检测，提取有关的交通数据来达到对交通的监控、管理和指挥。

车牌自动识别技术是指能够检测到受监控路面的车辆并自动提取车辆车牌信息（含汉字字符、英文字母、阿拉伯数字及号牌颜色）进行处理与识别的技术。

它以计算机技术、图像处理技术、模糊识别技术为基础，建立运动车辆的特征模型，识别车辆特征，如号牌、车型、颜色等，并着重解决高速车辆图像的获取及清晰度问题。

本文是在以往的车牌分割算法的基础上介绍了车牌识别技术中的一种字符分割算法，该算法是针对一种已有的字符分割算法（投影法）的改进性研究。

本章是本文的绪论部分，介绍了车牌识别技术的应用背景、工作原理及其组成、发展现状和难点，以及本文的主要内容和章节安排。

1.1车牌识别技术的应用背景及前景

随着21世纪经济全球化和信息时代的到来，迅猛发展的计算机技术、通信技术和计算机网络技术，水平不断提高的自动化信息处理技术在人们社会活动和生活的各个领域得到广泛应用。

同时，高速度、高效率的生活节奏，使汽车普及成为必然趋势。

伴随着世界各国汽车数量的增加，城市的交通状况越来越受到人们的重视。

如何有效地进行交通管理日益成为各国政府相关部门所关注的焦点。

针对这一问题，人们相继研发了各种道路交通监管系统、车辆控制系统及公共交通管理系统。

这些系统将车辆和道路综合起来进行考虑，运行先进的技术解决道路交通的问题，统称为智能交通系统（IntelligentTransportationSystem，简称ITS）。

ITS是20世纪90年代兴起的新一代交通运输系统。

它利用先进的信息处理技术、导航定位技术、无线通信技术、自动控制技术、图像处理和识别技术及计算机网络技术等加强道路、车辆、驾驶员和管理人员的联系，实现道路交通管理自动化和车辆行驶的智能化，增强交通安全，减少交通堵塞，提高运输效率，减少环境污染，节约能源，提高经济活力。

交通管理自动化越来越成为亟待解决的问题，在这种情况下，车辆的自动检测作为信息的来源，越来越受到人们的重视。

对汽车牌照等相关信息的自动采集和处理对于交通车辆管理、园区车辆管理、停车场管理、交警稽查等方面有着十分重要的意义，因此成为信息处理技术的一项重要研究课题。

车牌识别（LicensePlateRecognition,LPR）技术作为智能交通系统（ITS）的重要组成部分，在交通管理和控制中占有着很重要的地位，可以应用到以下一些领域：

（1）封闭式居民小区物业管理以及重要部门的安保管理。

车牌识别技术的推广普及，必将对加强城市道路管理，减少交通事故、车辆失窃案件的发生，以及保障社会稳定等方面产生重大而深远的影响。

（2）城市交通路口的“电子警察”。

（3）公路布控管理系统。

该系统采用车牌识别技术可实现对重点车辆的自动识别、快速报警处理，不仅可以有效防止机动车辆被盗，而且为公安、监察机关对犯罪嫌疑人所驾驶的车辆进行自动监控、跟踪提供了有效手段。

（4）高速公路超速监管系统。

该系统以车牌识别技术为核心技术，辅助其他高科技手段，建立高速公路无人值守的自动监测和自动布控系统，可以有效地获取超速车辆的图像，并得到该车的牌照号码，便于对违规车辆进行处罚。

从而降低因超速引起的交通事故的发生率。

（5）路桥、隧道等卡口的自动收费系统。

（6）高速公路收费管理系统。

在高速公路收费入、出口分别完成车牌号码识别和车牌匹配工作，实现不停车收费；

还可以根据识别出的车牌号码从数据库中调出该车档案，可发现没有及时交纳养路费的车辆。

随着车牌识别技术的不断成熟，高效、识别率高的车牌识别技术还将应用于一些对性能要求比较高的单片机上。

还提供一个可以对车辆信息实时采集的公共平台，使各管理部门间能够协调统一的对车辆及道路情况进行监控管理，从根木上解决了目前全国交通及公安系统信息采集的多渠道、事件信息收集的单一性以及互不沟通、互不兼容的信息管理方式。

故车牌识别技术有着广泛的应用前景。

1.2车牌识别系统的工作原理及组成

车牌识别（LPR）系统是智能交通系统（ITS）的一个重要组成部分，该系统能从一幅车辆图像中自动提取车牌图像，自动分割字符，进而对字符进行识别，得到车牌的号码。

基于PC的车牌识别系统是利用PC机及摄像机等电子设备采集某一路段的汽车图像，对图像进行处理，获取车牌的位置及字符信息，完成车牌目标的自动定位与识别。

图1．1为车牌识别系统流程：

图1．1车牌识别系统流程

其工作流程是：

当系统发现有车辆通过时，触发图像采集部分工作，通过对车辆进行抓拍，获取车辆的前视或后视图。

然后将所采集的车辆数字图像送入计算机系统，通过车牌定位、字符分割、字符识别三个环节的处理，最终得到车牌号码。

其中的计算机处理系统主要涉及了三个关键技术：

车牌区域定位技术、车牌字符分割技术和车牌字符识别技术。

下面只针对车牌字符分割技术的研究现状加以阐述。

1.3字符分割的发展现状

车牌字符分割技术是指将定位后的车牌区域分割成单个字符区域。

字符区域分割的准确与否会直接影响到下一步的字符识别，因此许多学者对此进行了研究，提出了很多关于车牌字符分割的方法。

张云刚，张长水等提出了一种先进行分段，再用Hough变换拟合直线的水平分割方法以及基于先验知识约束的垂直分割方法[1]，同时还提出目标增强的预处理方法。

迟晓君，孟庆春等提出了一种基于垂直投影特征值的分割方法[2]，根据车牌二值图像垂直投影图的特点，选取一个特征值，并将车牌图像的先验知识与此特征值相结合来对车牌进行字符分割。

吴进军、杜树新等提出了一种车牌字符分割新方法[3]，首先将车牌图像上的第三个字符定位，再进行字符区域的分裂与合并，然后针对字符缺损情况，进行字符区域扩展，并对字符区域高度进行调整，最终实现车牌字符的分割。

王兴玲提出了基于类间方差车牌字符分割的模板匹配算法[4]，该算法根据车牌字符串的结构和尺寸特征，设计出车牌字符串模板，用该模板在车牌区域滑动来进行匹配、分类，并根据最大类间方差判决准则，确定最佳匹配位置，分割出车牌字符。

陈黎等提出了基于聚类分析的车牌字符分割方法[5]，根据属于同一个字符的像素构成一个连通域的原则，结合牌照标准的固定字符间距，固定比例关系等先验知识，来对车牌进行字符分割。

赵海燕等提出了基于最小面积法进行的车牌字符分割[6]，该方法的依据是车牌横平