图像倾斜校正 开题报告

毕业设计开题报告

图像倾斜校正

系别：

班级：

学生姓名：

指导教师：

2011 年 11 月22日

毕业设计开题报告课题题目图像倾斜校正

课题性质 A B C D E

■□□□□课题来源 A B C D

□□■□

成果形式 A B C D E

■□□■□

同组同学无

开题报告内容

见附页

指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）

指导教师签名：

年月日

专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）

专家组成员签字：教学院长（签章）：

年月日

附页：

图像的倾斜校正

一、研究的目的

图像倾斜角度矫正（车牌图像）是车牌定位和字符分割的一个重要处理过程。经过车牌定位后所获取的车牌图像不可避免地存在某种程度的倾斜。这种倾斜不仅会给下一步字符分割带来困难，最终也将对车牌的识别的正确率造成直接的影响。本设计主要研究了对车牌图像倾斜角度矫正的算法。本文给出了矫正倾角的四种方法：Hough变换法、Radon变换法、线性回归法和两点法，并详细介绍了这四种方法的原理、算法步骤、具体程序实现过程、仿真结果及各自的优缺点。Hough 变换和Radon相似，其抗干扰能力比较强，但是运算量大，程序执行慢，Hough 变换法和Radon变换法进行倾角检测的最大精度为1度。它们的优点是可以计算有断点的直线的倾角。最小二乘法的优点就是运算量小，但是其抗干扰能力比较差，容易受到噪声的影响。两点法虽然理论简单，但由于采样点比较多而且这些点服从随机分布，计算均值后能有效抑制干扰。

二、主要研究内容

首先我们对汽车牌照图像进行边缘检测，找出图像与背景的交线，然后就可以通过一定算法确定图像的倾斜角度了。这里采用了Sobel水平方向算子对图像中的水平边缘直线进行检测。

检测出图像中的直线后，我们要对其倾角进行计算，这里选用了Hough变换法、Radon变换法、最小二乘法和两点法四种方法来计算直线的倾角，下面将这四种方法简要阐述。

1.Radon变换法

Radon变换的定义：二元函数f(x,y)的投影是在某一方向上的线积分，例如f(x,y)在垂直方向上的线积分是f(x,y)在x方向上的投影，在水平方向上的线积分是在y方向上的投影，沿y'方向的线积分是沿x'方向上的投影。投影可沿任意角度进行，通常f(x,y)的Radon变换是f(x,y)平行于y’轴的线积分.

图1 矩形函数在水平垂直方向和沿θ角方向的投影

图1为矩形函数在水平垂直方向和沿θ角方向的投影，Radon 变换与计算机视觉中的Hough变换很相似，我们可以利用Radon变换来检测图像中的直线的倾斜角度。

2. Hough变换法

利用Hough变换法提取直线是一种变换域提取直线的方法，它把直线上的坐标变换到过点的直线的系数域，巧妙的利用了共线和直线相交的关系。

用Hough变换检测汽车牌照图像中直线的具体步骤为：

对图像进行边缘检测，这里选用了Sobel算子检测图像中水平方向的直线。

网格图

3. 线性回归法

如果我们有一系列相互独立的点，其近似分布在一条直线附近，我们就可以通过一元线性回归法拟合这条直线。

最小二乘原理图

这条直线的一元线性回归模型为：

εββ++=x y 10

∞<=2D σε0=E ε

经过计算便估计出了直线的斜率和截距，我们就可以估计出这条直线的方程了。

4. 两点法

这种方法理论上非常简单，就是：如果我们知道直线上不同两点的坐标，我们就可

以求得到这条直线的斜率，进而确定直线倾角。在使用最小二乘法时，我们已经检测到图像与背景交线的一系列坐标点，这些点近似分布在一条直线上。

两点法原理图

如果我们求出直线aa’,bb’,cc’的斜率，再求平均值，平均值就可以近似认为是直线L的斜率。我们就可以确定L的倾角了。

三、课题的准备情况及进度计划

第一周至第二周：收集课题信息及相关资料。

第三周到第六周：学习MATLAB软件相关知识，完成初步设计。

第七周至第九周：进行毕业设计，确定设计方案。

第十周至第十二周：编写程序，进行软件调试。逐步完善设计方案,实现功能。第十三周：将以上的工作编制成论文形式

第十四周：设计总结、完成论文、答辩准备

四、参考文献

（1）史其信,陆化普.智能交通系统发展趋势与我国的发展战略[J],97北京智能交通系统发展趋势国际学术研讨会论文集, 1997,1-8

（2）段里仁.智能交通系统在我国道路交通管理中的应用[J],97北京智能交通系统发展趋势国际学术研讨会论文集, 1997,15-22

（3）瞿评,杨利平.Hough变换OCR图像倾斜矫正方法[J].中国图像图形学报,2001,6(2),178-181

（4）章毓晋．图像工程上册：图像处理和分析[M].北京：清华大学出版社,1999. 231-234

（5）吴翊．数理统计[M].长沙:国防科技大学出版社,1995,135-140

（6）赵楠楠,欧阳鑫玉,吴庆洪．线性回归与Hough变换在图像倾斜角度中的（7）鞍山科技大学学报,2003.12,30-34

(8)曹茂永等编著：《数字图像处理》北京：北京大学出版社，2007年

(9)刘禾：《数字图像处理及应用》北京：中国电力出版社，2006年

(10)阮秋琦：《数字图像处理学》北京:电子工业出版社,2001

(11)张志涌：精通MATLAB6. 5. 北京: 北京航天航空大学出版社,2003

(12)张兆礼，赵春晖,梅晓丹：现代图像处理技术. 北京:人民邮电出版社,2001

(13)章毓晋编著：图像处理和分析技术北京：高等教育出版社2008

(14)程佩青：数字信号处理教程北京：清华大学出版社，2007．

(15)尹建媛：图像处理中边缘检测算法的研究．科技信息，2008．

(16)胡学龙，许开宇：数字图像处理北京：电子工业出版社，2006