一种嵌入式车牌识别系统的设计与实现

采用 Ｓｂｌ ｏｅ 检测算子 其 中， 一个模板对水平边缘
响应 最 大 ， 一个 对 垂直 边缘 响应 最 大 。表示 为 ： 另
【１ ｓｌ ０ １ｊ 一 １ ０ ２ ０ Ｊ； 【 ２ Ｊ Ｊ ０ 。 １ １
２ ０ ２ ０ １
然后 ， 以两个卷积的最大值作为该点 的输出值 ，ｏｅ 检测算子的计算过程可以分解为 ： Ｓｂｌ 先做加权微
第１ ７卷 第 ２期
２１ ０ １年 ２ 月
江 苏 技 术 师 范 学 院 学 报
Ｊ ＵＲ Ａ ＦＪ Ｇ ＵＴ ＡＣ Ｒ Ｉ Ｅ ＳＴ ＦＴ Ｃ Ｎ Ｌ Ｙ Ｏ Ｎ ＬＯ Ｉ Ｓ Ｅ ＨＥ ＳＵＮＶ Ｒ ＩＹ Ｏ Ｅ Ｈ Ｏ ＯＧ ＡＮ
Ｖｏ ．７Ｎｏ２ １ ． ． １ Ｆ ｂ。 ２ １ ｅ ． ０１
牌 照识别 中最 为关键 的步骤之 一 。
２２１ 水 平 定 位 ．．
车 牌 区域 由于存 在字符 和 汉字 ， 日分布 紧凑 而有规 律 ， 并 ． 因此 ， 车牌 区域 的灰度 变 化频 率 非 常剧 烈 ，
这是车牌区域的最主要的特征。检测汽车图像横向扫描线上相邻两个像素值 的变化次数 ， 因为牌照中至
Ｇ ｉ ） ｌＩ Ｊ （ｊ ＝Ｉ ＋ｓ ，
。
最后 ， 图像 进行 边缘 检 测 ， 过 编程调 试 程序后 ， 到 车牌 的边缘 图像 。 对 通 得
２ ０
江 苏 技 术 师 范 学 院 学 报
第 １ 卷 ７
２２ 车牌定 位 ． 在 车辆 图像 进行 预处理后 就可 以进行 牌照 区域 的定 位分 割 了 ， 从车辆 图像 中正 确 分割 出牌 照 区域 是
第 二 步 ， 这个 高度范 围内 自左 向右逐 列扫描 ， 在 遇到第 １ 白色像 素 时认 为 是字 符分 割 的起 始位 置 。 个
然后继续扫描 ， 直至遇到有一列中没有 白色像素 ， 则认为这个字符的分割结束 。然后继续扫描 ， 按上述方
法 一直 扫描 到 图像 的最 右端 。这样 ， 能得 到每个字 符 的比较精 确 的宽度范 围 。 就 第 三步 ， 已知 的每 个字 符 比较 精确 的宽度 范 围内 ， 照第 一步 的方 法 ， 在 按 分别进 行 自上 而下 和 自下 而
关键词 ： Ｓ ； Ｄ Ｐ 车牌识别 ； 图像采集 ； 嵌入式
中图分类号 ： Ｐ ９ ．１ Ｔ ３１ ４ 文献 标识码 ： Ａ 文章编号 ：１７ — ５ ２ ２ ￣ ）２ ０ １— ５ ６４ ８２ （ｏ １ｏ — ０ ８ ０
Ｏ 引 言
车牌 识 ￣ （ ｅｉｅ ｉ ｎｅ ｌｅ ｅｏｎｔｎ Ｖ Ｐ 是 现代 智 能交 通 系 统 中的重 要 组 成部 分 之 一 ， Ｊ Ｖ ｈｃ ｃ ｓ ａ ｃｇｉｏ ， Ｌ Ｒ） ｌ Ｊ ｌＬ ｅ Ｐ ｔＲ ｉ 其 应 用 十分广 泛 。它 以数 字 图像处理 、 模式 识别 、 计算 机视 觉等技术 为基 础 ， 过对 摄 像机 所拍 摄 的汽 车 牌 通 照进 行 分析处 理 ， 显示 出汽 车 的车 牌号 ， 而完 成识别 过程 。通过 一些后 续处 理 手段 ， 以实 现停 车 场 收 从 可 费 管理 、 交通 流量 控制 指标测 量 、 车辆定位 、 车防盗 以及高 速公路 超速 自动 化监 管 等等 功 能 。该 项 技术 汽
少有 ７个字 符 ， 每个 字符 边缘 对应 的跳 变次数 至 少有 ２次 ， 以牌 照 区域 内横 向扫描 线 上 至少应 该 有 １ 所 ４ 次 ０ １ 问 的跳变 ； 一行 的灰 度 由 白到黑 或 由黑 到 白都 记为 １ 灰度 跳变 。令 ｍ表 示灰 度 跳变 次数 ， 、之 每 次 对 于 任一 扫 描行 ， 白灰度 跳变 １ 则 ｍ加 １ 次 ， 黑 次 一 当本 行扫 描结 束后 ｍ 的值 即为本 行 灰 度跳 变 次数 。 设 置 阀值为 Ｔ １ ，在扫描 过程 中 ，如果 一段 区域 内 出现 了连 续 的扫描 行灰 度跳 变 次数 满足 大 于 的情 ＝４ 况， 可视 此 区域为候 选 车牌 区域 。经过上 述行 扫描后 ， 即可确定 候选 车牌 区域 的上下 边界 。
牌 图像 的定 位 、 符分 割 和识别 工作 带来 困难 。因此 ， 字 需要 对 车辆 图像 进行 必要 的预处 理 ， 以提 高 图像 质 量 并 突 出所需 要 的信 息 ， 而有 利 于进行 各 种后续 的处 理 。 从
疆 序 数 据
图 １ 系统 硬 件 设 计框
２１１ 灰 度 拉 伸 ．．
投影 法来 消除 。车牌 区域 的投影 图具 有 明显 的连续 的规律 的峰—谷 ～ 峰 的特性 ， 并且 可 能 的车牌 区域 的
幅值要远高于其它区域 ； 而伪车牌区域的这个特性则不明显 ， 根据车牌区域的垂直投影 图以及车牌长宽
比的先 验知 识则 可确定 车牌 的左 右边界 。 经过 预处 理后 ， 进行 车牌 定位 ， 设计采 用 的是水平 扫描 和垂直 投影定 位方 法 ， 本 车牌 定 位处 理后 的图
２２２ 垂 直 定 位 ．．
在水 平行 扫 描处 理后 ， 部分 杂散 区域 已基 本 滤 除 ， 实验 表 明 ： 大 但 图像经 水 平行 扫 描后 ， 然 会 存在 仍
一
些 区域 具 有与 车牌 区域 水平 扫描 相似 的纹 理扫 描特征 ， 些 区域 即所 谓 的伪 车牌 区域 ， 这 需要 通 过垂 直
收 稿 日期 ： ０ ０ １ － ３ 修 回 日期 ： ０ １ ０ — ６ ２ １— １ １ ； ２ １－ １ １ 基金项 目：江苏省大学生实践创新基金项 目（ 编号 ： Ｓ ０ １～ Ｘ ３ ； Ｄ Ｃ ９５ Ｄ ０ ） 江苏技术师 范学 院青 年科 研基金项 目（ 编号 ： Ｙ Ｋ Ｙ ０ ０ ５ ８４ ） 作者简介 ： 倪福银 （９ ８ ）男 ， １７ 一 ， 江苏南通人 ， 讲师 ， 硕士 ， 主要研究方向为 Ｄ Ｐ技术与应用 、 Ｓ 数字图像处理与模式识别 。
行 灰度 拉 伸 。根 据上 述算 法 ， 先将 图像转 换 成灰 度 图 首
像， 然后 对 灰度 拉 伸 ， 强 对 比度 ， 调 试 程序 后 ， 到 增 经 得 处 理后 的 车牌 图像 效果 如 图 ２ 示 。 所
２１２ 边 缘 检 测 脚 ． ．
图 ２ 灰 度 拉伸 后 的 图像
一
种嵌入式车牌识别系统 的设计 与实现
倪 福 银
２３ ０ ） １０ １
（ 苏 技 术 师 范学 院 电气信 息工 程 学 院 ， 苏 常 州 江 江
摘
要： 能交通系统（Ｔ ） 智 ＩＳ 已成为当前交通管理发展的主要方 向， 而汽车牌照识别
Ｒ技术则是智能交通 系 ）
统的核心。 研究了基于 Ｄ Ｐ的车牌识别系统的设计与实现 。 Ｓ 该系统主要通过摄像 头采集汽车车牌图像 ， 经过 Ｄ Ｐ Ｓ 核 心处理器对图像进行处理 ， 识别 出车牌号 ， 并通过 Ｌ Ｄ显示 。经过调试运行 ， 系统实 现了车牌识别 的功 能 ， Ｃ 该 可运用 于工程实践。
第２ 期
倪福银 ： 一种 嵌 入 式 车 牌 识 别 系 统 的 设 计与 实现
２ １
字 字 符 以及 表 示 ３ 省及 部 门简称 的汉 字字 符 ， ５个 因而 车牌字 符识 别 系统 与其 它 的汉 字识 别 系统相 比 ， 识
别 的字符 量要 小得 多 。 车牌 图像 上 ， 在 汉字 与英 文数字 字符 相 比有其 独立 的位 置 （ 字字 符 为第 １ ）而 汉 个 ， 且相 对 于字 母 和 数字 而 言 ， 汉字字 符 笔 画多 ， 构复 杂 ， 结 在特 征选 取 上有 所不 同 ， 因而 需将 两 者分 开 来识 别 。识别 系统模 块框 图如 图 ５所 示［ ５ １ 。
的研究 对 于维 护交 通安全 和城 市治 安 、 防止 交通堵 塞 、 现交 通 自动 化管 理有 着现 实 的薏 义 。 实 ：
１ 系统 硬 件 方 案 设计
本 系统 主要 是基 于 Ｄ Ｐ的车牌识 别设计 。系统 主要 由 Ｃ Ｄ摄像 头 、 Ｓ Ｃ 图像 采集 板 、ＭＳ２ＶＣ ５ ９的 Ｔ ３０ ５０
第 ２期
倪 福 银 ： 种 嵌 入 式 车 牌 识 别 系 统 的设 计 与 实 现 一
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研 究 ， 运用 计算 机仿 真 及 Ｄ Ｐ集 成 开发环 境 Ｃ Ｓ编程 实现 车牌识 别 功能 。 并 Ｓ Ｃ
２ １ 图像预 处理 ．
在车牌图像信号的采集 、 输入过程 中， 由于环境因素的影响 ， 造成图像 的质量下降 ， 这样会给后面车
像如 图 ３所示 。
图 ３ 定 位 后 的 图像
２３ 字 符分 割 ．
针对 已定 位 的字符 ， 采用 以下分 割 的算 法Ｉ ４ ｌ 。
第 一 步 ， 自下 向上对 图像 进行逐 行扫 描 ， 至遇 到第 １ 白色 的像素 点 。 录 下来 。然后 再 由上 向 先 直 个 记 下对 图像进 行逐 行 扫描 ， 直至找 到第 １ 白色像素 点 。这样 就 可 以找 到 图像 大致 的高度 范 围。 个
像格式进行存储 ， 然后从存储器 中将信号送至 Ｄ Ｐ Ｓ 芯片进行车牌图像处理 ， 最终在 Ｌ Ｄ上以文本 的形式 Ｃ 显示 出由摄像头拍摄的车牌号码 ， Ｃ Ｌ 由 Ｐ Ｄ控制整个运行过程的时序（ “ 。其硬件框图如图 １ 所示。
２ 软 件 算 法 设 计 与 实 现
汽 车牌照 识 别 系统主 要分 为三 大关键 技 术 ： 车牌定 位 、 字符 分 割 和字 符识 别 【 通 过 车 牌软 件 算法 的 ２ Ｊ ，
分， 然后 求梯 度 。可 分别 用 以下 两式 实现 ：
Ｇ ｉ ）Ｉ ｉ１ 十 ） ｉ ＋ ） ｉ１ ＋ ） 一 ， １一ｆｉ－ ） ＋ ， １ Ｉ （， ＝ （ １＋ ， １ｔ ＋ √ １－ １ － ）２ ， １－ １ － ）＋ ｆ 一Ｊ ｊ Ａｉ ｊ （ｊ Ａｉ ｊ Ｉ ＋ √ １＋ ＋ ， 七 ｉ１ ＋ ） （ １ － ） 一 ， － － ， １ Ｉ １ 一 ）２ １ ） ＋ ， １－ ｉ ， １～ ｊ ｆ－ｊ １） Ａｉ１ ＋ ）． ｊ