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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上
提出的模型
本文的主要目的是要開(kāi)發(fā)一個(gè)系統(tǒng)that can extract the license plate number可以從沒(méi)有虛假質(zhì)量的復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)圖像中提取車牌號(hào)碼,相機(jī)和車牌之間的距離,the angle in which the plate has been captured其中的相對(duì)車牌已被抓獲to the camera and s在相機(jī)等。
對(duì)車牌識(shí)別系統(tǒng)概述見(jiàn)圖1,在車輛圖片由相機(jī)拍攝后,它會(huì)被傳遞到預(yù)先處理單位由系統(tǒng)作進(jìn)一步處理。其主要功能是消除圖像采集子系統(tǒng)所造成的噪聲,提升圖像的其他兩個(gè)子系統(tǒng)使用的功效。圖像will be sc
2、anned by the Plate Extraction modul將被板提取模塊掃描以locate the vehicle's license-plat找到車輛的車牌。下一階段是對(duì)于車牌中responsible for segmenting the individual characters o對(duì)于車牌中對(duì)于字符的分割。最后每個(gè)字符將傳遞給Optical Character Recognition (OCR) module to b光學(xué)字符識(shí)別(OCR)模塊來(lái)進(jìn)行識(shí)別確定,最終結(jié)果將是ASCII字符and numbers of the pl和車牌號(hào)碼。
3.1. Pre-Process
3、ing 預(yù)處理
輸入圖像的最初處理是為了提高其quality and prepare it to next stages of the syste質(zhì)量,并為系統(tǒng)的下一階段執(zhí)行作準(zhǔn)備。首先,該系統(tǒng)使用的NTSC標(biāo)準(zhǔn)的方法將RGB圖像轉(zhuǎn)換為灰度level images using the NTSC standard method:圖像。
G=0.299*R+0.587*G+0.114*B
第二步,用中值濾波(5x5)對(duì)the gray-level image in order to remove灰度圖像進(jìn)行處理,以消除噪音,while preserving the sharpness of
4、the imag同時(shí)也能保持圖像的清晰度。中值濾波是一種非線性濾波器,它用各像素5x5鄰里of the original pixel.的計(jì)算得出中位值來(lái)取代該像素的值。
3.2. Plate Extraction 板塊提取
板塊提取處理包含五個(gè)不同的階段進(jìn)行,如圖2所示;在這里每個(gè)階段performs a segmentation process on the gray ima執(zhí)行灰度圖像分割過(guò)程以eliminate the redundant pixels that don't belong to消除不屬于plate reg車牌區(qū)域的多余的像素。例如,水平定位phase is respo
5、nsible of finding horizontal segmen階段是負(fù)責(zé)尋找水平部分that may contain a license可能包含一個(gè)車牌。在下面的discussion, each of these phases will be discu討論中,每一個(gè)階段都會(huì)被deta細(xì)細(xì)展開(kāi)討論。
馬來(lái)西亞車牌由一排白色characters on a black background, so we can say th字符在黑色的背景底色,所以我們可以說(shuō),the license plate region is characterized by a ro車牌區(qū)域的特點(diǎn)是transit
6、ions from black to white and vice versa, su從一排黑色過(guò)渡到一排白色,反之亦然,這樣transitions are called “edg轉(zhuǎn)換被稱為“邊緣”。intensity from plate's characters to its background i從車牌字符到其背景在色彩強(qiáng)度上總的變化叫做邊緣的強(qiáng)度。最強(qiáng)邊緣value that can occur can be found in the case of 值,能夠在transition from a black pixel to a white pixel or from a從一個(gè)黑色像
7、素過(guò)渡到一個(gè)白色像素或從white pixel to a black p白色像素變?yōu)楹谏袼厍闆r下被找到。在理想的情況下,Malaysian license plates where the characte,,,,,,,,,,,,,,, 馬來(lái)西亞的車牌是白色的字符繪制在drawn on black background, and hence they produce黑色的背景上,因此這種搭配產(chǎn)生了high intensity edge values which can be used to f高強(qiáng)度邊緣值,用于查找出possible plate regions可能的板區(qū)域。在本文中我們將使用
8、Sobel operators to find 、Sobel算子來(lái)查找邊緣。Sobel運(yùn)算在圖片上執(zhí)行一個(gè)2-D空間梯度測(cè)量。通常它是用來(lái)尋找approximate absolute gradient magnitude at each poi近似絕對(duì)的梯度幅度對(duì)在每一個(gè)點(diǎn)in an input grayscale image.在輸入的灰度圖像上。該Sobel邊緣檢測(cè)器uses a pair of 3x3 convolution masks, one estimating使用一對(duì)3x3卷積板塊,一個(gè)the gradient in the x-direction (columns) and th
9、e other在x方向(列)上按梯度檢測(cè),另一個(gè)estimating the gradient in the y-direction (rows)在y方向(行)按梯度檢測(cè)。實(shí)際索貝爾Sobel面具如下:
圖4說(shuō)明了一個(gè)邊緣檢測(cè)過(guò)程中使用Sobel operator.Sobel算子。較淡的區(qū)域表示更強(qiáng)edges as the case for licen板塊邊緣的情況下牌照。在創(chuàng)建的邊緣圖像后,系統(tǒng)會(huì)search for regions with high edge values wh搜索有高邊緣值的區(qū)域,這些區(qū)域中most likely to contain a license 最有可能
10、包含車牌。要做到這一點(diǎn),系統(tǒng)將為邊緣圖像建立一個(gè)水平投影。一個(gè)圖像的投影輪廓是一個(gè)緊湊的空間表示像素內(nèi)容distribution.分布。水平投影輪廓被定義as the vector of the sums of the pixel intensities over為每行上像素值之和的矢量。圖5顯示了圖表示水平投影圖像的邊緣,圖像波峰表示為強(qiáng)邊緣區(qū)域,可用于提取最有可能的水平位置車牌。該系統(tǒng)將標(biāo)記所有的對(duì)應(yīng)的水平段相當(dāng)于標(biāo)記邊緣圖像的投影輪廓的波峰。
提取過(guò)程的下一步是在板中find the vertical position of the license plate.尋找車牌的垂直位置。
11、對(duì)于這部分,通常使用的方法為研究統(tǒng)計(jì)板的圖片的直方圖。但這些方法并不適用于馬來(lái)西亞的車牌,為兩個(gè)原因:
1. Number of characters varies from plate to anothe字符數(shù)在各板上不同。
2. written in two lines.有些板的特點(diǎn)為字符寫(xiě)在兩行。
我們提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法用的邊緣圖像來(lái)定位圖像板的垂直坐標(biāo)。該algorithm starts by sliding a window through e算法開(kāi)始每個(gè)像素內(nèi)的具體位置窗口。通過(guò)每一個(gè)窗口水平段來(lái)滑動(dòng)窗口和總結(jié)窗口內(nèi)的邊緣值horizontal segment and
12、 sums the values of edges insthe window and then divides the result by th,然后通過(guò)窗口的面積劃分結(jié)果window's area to get the average gradient magnitude得到的平均傾斜值。對(duì)于每一個(gè)水平段,該算法為以后處理在進(jìn)入下一個(gè)新的矢量時(shí)將存儲(chǔ)每個(gè)窗口的結(jié)果值,我們稱這個(gè)矢量為HDV,公式為:
這里i=0,1...(ImW- M+1),G(x,y)是邊緣圖像,W是滑動(dòng)窗口,Aw是滑動(dòng)窗口的區(qū)域。ImW是圖像的寬度,M是滑動(dòng)窗口的寬度。
圖6說(shuō)明了橫向密度矢量的計(jì)算過(guò)程,由于窗
13、口滑過(guò)the plate the value of the Horizontal Density Vector模板的矢量值的平面密度(HDV) graph increases gradually until it reaches th(HDV)圖逐漸增大,直到達(dá)到圖像的波峰,然后再下降,在HDV圖的波峰峰點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)窗口與車牌進(jìn)行匹配。
圖6. HDV的計(jì)算
此后,該算法能找到所有的波峰在HDV圖形中的每個(gè)水平段。一個(gè)波峰如果大于設(shè)定的閥值就assumed to belong to a license plate if it is greater th假定屬于一個(gè)車牌。圖7顯示了一個(gè)例子為
14、在這一過(guò)程中提取的垂直位置車牌隨著每個(gè)HDV的圖的水平段。the process of extracting the vertical position of th
圖7. Example of vertical localization of the license plate.車牌垂直位置的例子
在垂直位置處理過(guò)程以后的下一步驟是是清理階段。這執(zhí)行過(guò)程分為三個(gè)主要階段,它們是:
processes which are:1.兩排板的的分隔處被錯(cuò)誤地檢測(cè)為一個(gè)段。
2.從多余的背景中將車牌孤立出來(lái)。
3.斜角的檢測(cè)和糾正。
圖8.兩個(gè)板塊出現(xiàn)在同一的水平段中
分離出來(lái)的包
15、含有兩行字符的車牌將通過(guò)二值圖像一個(gè)characters will be done through a horizontal projection水平投影來(lái)進(jìn)行確切的of the binary image for the extracted segment and提取和檢測(cè)一個(gè)波谷作為一個(gè)特殊的閥值。如被檢測(cè)到,這一部分將被視為兩排板two- row plate and will be cut into two separate,將被切割成兩個(gè)獨(dú)立部分,如下圖9所示:
圖9.車牌的水平投影
從多余的背景中分離出來(lái)的車牌使用一投影輪廓,反映了pixels in each row and
16、in each column.白色白色白色白色白色像素在每一列和每一行中segments, as shown in Fi的數(shù)目。在大多數(shù)情況下,預(yù)測(cè)的縱向的和水平白色像素?cái)?shù)量揭示了該板塊的實(shí)際位置。
and horizontally reveals the actual position of the plate.預(yù)測(cè)的一個(gè)例子如圖10所示。
圖10. 車牌的水平和垂直投影
要查找車牌的傾斜角度,我們所使用的算法描述在[1]中。計(jì)算的skew angle is achieved using Hough transform to find傾斜角是通過(guò)Hough變換找到algorith
17、m described in [1]projection profile that reflects the number of whi車牌圖像中的最明顯的線和其角度,最后的車牌圖像將被旋轉(zhuǎn)的shown in Figure 11.如圖11所示。
angles, and finally the plate image will be rotated as圖11. 偏斜角的糾正
定位過(guò)程的最后一步,是核查階段。該階段的輸入內(nèi)容是前面幾步中所有的可能包含有車牌的區(qū)域。因此,這個(gè)階段的主要目標(biāo)是過(guò)濾掉不屬于車牌的區(qū)域。我們將遵循以基礎(chǔ)規(guī)則為的分類做法是,如果下列條件之一滿足則該區(qū)域?qū)⒈粍h除:a
18、pproach, where an extracted region will be deleted
1. 該區(qū)域的高寬比(寬度/高度)小于/大于某閥值。
2. 該區(qū)域的面積的是小于某一閥值。
3. 每一像素的平均傾斜度小于/大于某一閥值。
4. greater than 9.有效的字符數(shù)為小于3或大于9。trainare determined experimentally from the availabl
5. 區(qū)域密度小于/大于某一閥值(密度=對(duì)象區(qū)域面積÷所有區(qū)域面積)。所有的閾值決定于實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)。
3.3. 字符分割
為了簡(jiǎn)化字符識(shí)別的過(guò)程, 最好板塊劃分為不同的圖
19、像,每個(gè)包含一個(gè)分離的字符。有一些廣泛使用的字符分離方法,這些方法可用于幾乎所有的可靠的車牌識(shí)別系統(tǒng)系統(tǒng)中。這些方法有:靜態(tài)式[4],垂直投影[8]和連接的組件。前兩種方法不能用來(lái)分割馬來(lái)西亞車牌,因?yàn)槊總€(gè)車牌沒(méi)有一個(gè)固定的字符數(shù)目。本文中以下步驟是用來(lái)提取車牌的字符:
1.在可用的灰度值的范圍內(nèi)(0~255)內(nèi),擴(kuò)大圖像的對(duì)比度。steps are used to segment the characters of the license
2.用Otsu方法[10]對(duì)車牌圖像按所規(guī)定的閥值進(jìn)行分界。
3.搜索圖像中的連通區(qū)域,每個(gè)連通域用一個(gè)特殊的標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)記來(lái)區(qū)分圖像中兩個(gè)不同的連通
20、域。如圖12所示。
4.從以前的步驟中調(diào)整每個(gè)字符到標(biāo)準(zhǔn)的高度和寬度(20*10)用于進(jìn)行下面的識(shí)別處理。
圖12. Extracting the characters from license p提取車牌字符
3.4. 字符識(shí)別
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于字符識(shí)別。我們使用的多層感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)器(MLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))測(cè)試時(shí)用trained with the back-propagation algorithm反向傳播算法。在學(xué)習(xí)階段,數(shù)據(jù)庫(kù)的字符構(gòu)成表示在MLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層相應(yīng)的輸出與理想的輸出作比較。在網(wǎng)絡(luò)輸出時(shí),為了獲取響應(yīng)盡可能which are as close as possible to the desired outputs接近到理想輸出的權(quán)重而反復(fù)修改。輸入層由135個(gè)輸入神經(jīng)元組成,一個(gè)隱藏層為有40個(gè)神經(jīng)元有登錄傳遞功能。輸出級(jí)有36神經(jīng)元,每個(gè)輸出給定的概率輸入相應(yīng)的字符。
專心---專注---專業(yè)