一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法及裝置的製作方法
2023-05-10 04:31:31 2
專利名稱：一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機圖像處理技術領域，尤其涉及一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法及裝置。
背景技術：
隨著社會經濟的發展，車輛的數量不斷增加，因此通過計算機信息化、智能化的方案管理車輛成為必然。現有技術中車牌識別在智能交通領域扮演者重要的角色，其在交通流量監測、高速公路卡口收費、闖紅燈違章車輛監控及社區自動收費系統中具有廣泛的應用。現有的車牌類型識別的過程中主要包括車牌定位、車牌矯正、車牌字符分割和字符識別等幾個主要步驟。字符分割步驟在該車牌類型識別中是比較重要的步驟，這是因為字符分割的是否準確，直接影響到後續字符識別的準確性。目前，在車牌類型識別的過程中常用的字符分割方法包括垂直投影方法、模板匹配算法、聚類分割算法等垂直投影方法在程序邏輯設計方面較簡單，並且易於實現、計算量小，但是當車牌中存在字符粘連的問題時，無法達到比較好的分割效果，並且該方法在漢字的不連通問題上也存在一定的不足；模板匹配算法能夠較好的解決字符分割中存在的如複雜背景的幹擾、車牌尺寸的變化、車牌磨損造成字符粘連等難題，但是該方法的邏輯設計複雜，循環掃描執行功能較多，導致字符分割的效率較差，並且該方法對字符的左右邊界確定的準確性要求較高；而聚類分割算法能夠較好地解決車牌中的漢字不連通的問題，並且能夠較好地解決字符分割中存在的噪聲幹擾、車牌磨損造成字符粘連等問題，另外通過改變預設類心的坐標，可以較好地的對一些新式車牌中的字符進行分割，但是該方法的邏輯設計比較複雜，循環嵌套較多，執行時間較長，導致字符分割的效率較差，而且為提高預設類心的精度，對車牌的寬度有一定限制，因此該方法的適用性也受到一定的限制。根據上述分析，可知現有技術中常用的字符分割方法都存在一定的局限性，不能較好的解決字符分割問題，從而也不可能準確的識別車牌中的字符序列。
發明內容
有鑑於此，本發明實施例提供一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法及裝置，用以解決現有技術車牌類型識別過程中的字符分割方法存在一定的局限性，不能較好的解決識別車牌字符序列的問題。本發明提供一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法，所述方法包括將定位出的車牌所在候選區域進行二值化處理，並對定位出的車牌所在候選區域進行預處理；按照設定的順序採用垂直投影方法，確定每一列在垂直方向的投影值之和，根據每一列在垂直方向的投影值之和與設置的投影閾值之間的關係，判斷每一列是否為字符的左右邊界，根據確定的每個字符的左右邊界，確定每個字符所在的區域；根據確定的每個字符所在的區域，及設置的寬度閾值合併字符區域，根據合併後每個字符的寬度，對特殊字符所在的區域進行擴展，井根據每個字符的上下邊界之間的高度，與車牌所在候選區域的高度去除偽字符區域；識別去除偽字符區域後該車牌所在候選區域中字符的數目是否不小於設置的字符閾值，將滿足該字符閾值的字符序列作為候選車牌序列，根據每個候選字符序列中相鄰字符之間的距離選擇車牌字符序列。本發明提供ー種車牌類型識別中的車牌字符序列識別的裝置，所述裝置包括預處理模塊，用於將定位出的車牌所在候選區域進行ニ值化處理，並對定位出的車牌所在候選區域進行預處理； 字符區域確定模塊，用於按照設定的順序採用垂直投影方法，確定每一列在垂直方向的投影值之和，根據每一列在垂直方向的投影值之和與設置的投影閾值之間的關係，判斷每一列是否為字符的左右邊界，根據確定的每個字符的左右邊界，確定每個字符所在的區域；字符預處理模塊，用於根據確定的每個字符所在的區域，及設置的寬度閾值合併字符區域，根據合併後每個字符的寬度，對特殊字符所在的區域進行擴展，井根據每個字符的上下邊界之間的高度，與車牌所在候選區域的高度去除偽字符區域；字符序列確定模塊，用於識別去除偽字符區域後該車牌所在候選區域中字符的數目是否不小於設置的字符閾值，將滿足該字符閾值的字符序列作為候選車牌序列，根據每個候選字符序列中相鄰字符之間的距離選擇車牌字符序列。本發明提供了ー種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法及裝置，該方法對車牌所在候選區域進行ニ值化處理後，再進行預處理過程，將車牌所在候選區域中的幹擾去除，去除幹擾後，根據每一列在垂直方向的投影值之和與投影閾值之間的關係，確定每個字符的左右邊界，為了提高識別的準確性，在本發明中還根據字符所在的區域的寬度將字符區域進行合井，並通過字符之間的高度，去除偽字符對字符識別過程的幹擾，在減小幹擾後的車牌所在候選區域中，根據字符的數目，以及字符之間的距離確定車牌字符序列。由於該方法在識別過程中採用上述線性邏輯實現，實現程序較簡單，另外在識別的過程中也不存在任何限制，使用範圍較廣，並且識別的過程通過上述合併、去除偽字符的步驟，減小了幹擾對識別過程的影響，提高了車牌字符識別的準確性。
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進ー步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I為本發明提供的車牌類型識別中的車牌字符序列識別過程示意圖；圖2為本發明提供的車牌所在候選區域與矯正坐標軸之間的傾斜關係示意圖；圖3為本發明提供的對該車牌所在候選區域進行矯正的過程示意圖；圖4為本發明提供的去除該車牌所在候選區域的上下邊界的過程示意圖；圖5為本發明提供的確定該車牌所在候選區域在垂直方向上傾斜的角度並矯正的過程；圖6為本發明提供的當車牌所在候選區域中車牌的垂直邊框與分割坐標軸的橫軸之間具有夾角Q的示意圖；圖7為本發明提供的車牌類型識別中的車牌字符序列識別裝置結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例為了提高在車牌類型的識別過程中字符分割的適用範圍，提高字符序列識別的精度，提供了一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法及裝置。下面結合說明書附圖，對本發明進行詳細說明。圖I為本發明提供的車牌類型識別中的車牌字符序列識別過程示意圖，該過程包括以下步驟SlOl :將定位出的車牌所在的區域進行二值化處理，對定位出的車牌所在候選區 域進行預處理。其中在本發明中該對定位出的車牌所在候選區域進行預處理包括提取該車牌的水平邊緣信息；根據提取到的該車牌的水平邊緣信息，以及在旋轉時該車牌中每行像素點在水平方向的投影，確定該車牌所在候選區域在水平方向上傾斜的角度並矯正；在矯正後的車牌所在候選區域中，根據每行像素點的跳變數目，去除該車牌所在候選區域的上下邊界；根據垂直錯切旋轉時，每列在垂直方向的投影，確定該車牌所在候選區域在垂直方向上傾斜的角度並矯正。當然在對車牌所在候選區域進行預處理時，也可以直接對該車牌所在候選區域進行二值化處理，採用本發明上述的預處理過程，可以使字符分割的更加準確。一般採集到的包含車牌信息的圖像為彩色RGB圖像，在該圖像中定位車牌所在的區域，針對定位出的車牌所在的區域進行預處理。在進行預處理時將該RGB圖像轉換為灰度圖像，之後將該灰度圖像在進行二值化處理。本發明中在對該灰度圖像進行二值化處理時，採用基於空間的最大類間方差二值化算法，對該灰度圖像進行二值化處理。由於在獲取包含車牌信息的圖像時，獲取的圖像可能存在傾斜的情況，在本發明中為了提高後續字符分割的準確性，在本發明中需要針對該車牌所在的候選區域進行水平矯正。在針對該車牌所在的候選區域進行水平矯正時，根據提取的該車牌的水平邊緣信息，以及車牌所在的候選區域以定點設定的步長旋轉時，在設定的角度範圍內每行在水平方向的投影，確定該車牌在水平方向上的傾斜角度，根據該傾斜角度對該車牌所在的候選區域進行矯正。S102:按照設定的順序採用垂直投影方法，確定每一列在垂直方向的投影值之和。在本發明為了在車牌所在候選區域中確定每個字符所在區域，按照從左到右的順序，或者按照從右到左的順序檢測每一列在垂直方向的投影值之和，確定每一列是否為字符的左右邊界。S103:根據每一列在垂直方向的投影值之和與設置的投影閾值之間的關係，判斷每一列是否為字符的左右邊界，根據確定的每個字符的左右邊界，確定每個字符所在的區域。具體的在檢索每一列是否為字符的左右邊界時，因此在車牌所在候選區域中包括字符所在的區域和背景所在的區域，進行ニ值化處理後，背景所在的區域對應的像素點的像素值為0，字符對應的像素點的像素值為1，因此在進行檢測時，背景所在區域中每列像素點在垂直方向的投影值之和一般為0，因此該投影閾值一般設置為0，當檢測到字符所在區域時，其每一列像素點在垂直方向的投影值之和大於1，因此檢測到的第一列在垂直方向的投影值之和大於O的列為字符的左邊界所在的列，相應的像素值在垂直方向的投影值之和由非O值跳變為O時，可以檢測為該字符的右邊界所在的列。S104:根據確定的每個字符所在的區域，及設置的閾值合併字符區域，根據合併後每個字符的寬度，對特殊字符所在的區域進行擴展，井根據每個字符的上下邊界之間的高度，與車牌所在候選區域的高度去除偽字符區域。根據上述方法確定的每個字符所在的區域可能會存在斷裂的問題，在本發明中通 過每個字符所在區域的寬度，以及沒兩個字符之間的距離，設置的閾值對字符區域進行合併。S105:識別去除偽字符區域後該車牌所在候選區域中字符的數目是否不小於設置的字符閾值，將滿足該字符閾值的字符序列作為候選車牌序列，根據每個候選字符序列中相鄰字符之間的距離選擇車牌字符序列。本發明對車牌所在候選區域進行ニ值化處理後，再進行預處理過程，將車牌所在候選區域中的幹擾去除，去除幹擾後，根據每一列在垂直方向的投影值之和與投影閾值之間的關係，確定每個字符的左右邊界，為了提高識別的準確性，在本發明中還根據字符所在的區域的寬度將字符區域進行合井，並通過字符之間的高度，去除偽字符對字符識別過程的幹擾，在減小幹擾後的車牌所在候選區域中，根據字符的數目，以及字符之間的距離確定車牌字符序列。由於該方法在識別過程中採用上述線性邏輯實現，實現程序較簡単，另外在識別的過程中也不存在任何限制，使用範圍較廣，並且識別的過程通過上述合併、去除偽字符的步驟，減小了幹擾對識別過程的影響，提高了車牌字符識別的準確性。下面通過具體的實施例，對本發明車牌類型識別中的字符序列識別過程進行詳細說明。針對採集到的包含車牌信息的圖像，一般該圖像為彩色RGB圖像，在該圖像中對車牌進行定位，提取定位的車牌所在的候選區域，對該車牌所在的候選區域進行ニ值化處理。在對該車牌所在的候選區域進行ニ值化處理之前，首先將該車牌所在的候選區域的RGB圖像轉換為灰度圖像，針對該灰度圖像進行ニ值化處理，並且在本發明中在對該灰度圖像進行ニ值化處理時，採用基於空間的最大類間方差ニ值化算法。採用基於空間的最大類間方差ニ值化算法，對該灰度圖像進行ニ值化處理。按照一定的順序，捜索該ニ值化處理後的車牌所在候選區域中的每個像素點，當該像素點與搜索到的與其相鄰的下一個像素點的像素值相同時，在水平邊緣信息圖中與該像素點的對應的像素點的位置賦值為O ;當該像素點與捜索到的與其相鄰的下一個像素點的像素值不同時，即像素點的像素值出現跳變時，即像素點的像素值由O跳變為I,或者由I跳變為O時，在水平邊緣信息圖中，與白色像素點位置對應的像素點位置賦值為1，將與黑色像素點位置對應的像素點的位置賦值為O。通過上述對二值化的白色車牌區域中每個像素點的搜索，最終確定水平邊緣信息圖中每個像素點的賦值。將車牌所在的候選區域進行二值化處理後，由於在獲取包含車牌信息的圖像時，獲取的圖像可能存在傾斜的情況，如圖2所示的車牌所在候選區域與矯正坐標軸之間的傾斜關係示意圖，X』軸和Y』軸為經過該車牌所在候選區域的中心，並與該車牌所在候選區域的邊框垂直的該車牌的坐標軸，而X軸和Y軸為當前進行矯正時，即後續字符分割所在平面的坐標軸，當車牌所在的候選區域存在傾斜時，例如傾斜圖2所示的a角度時，需要對該車牌所在的候選區域進行矯正。根據圖2所示可知，由於構成車牌所在候選區域的水平邊框和垂直邊框仍保持垂直狀況，在這裡該車牌所在候選區域的水平邊框和垂直邊框都與矯正坐標系所在水平軸和垂直軸存在相同的傾角。圖3為本發明提供的對該車牌所在候選區域進行矯正的過程示意圖，該過程包括以下步驟
S301 :以設定的步長旋轉水平邊緣信息圖，針對旋轉後的每個角度，在設定的角度範圍內確定每行在水平方向上像素值為I像素點的數目。在本發明中該設定的步長為I度，並且在對該水平邊緣信息圖旋轉時，是以該水平邊緣信息圖的左上角的像素點為圓心旋轉的。另外，在確定水平邊緣信息圖在水平方向的投影時，由於在該水平邊緣信息圖中將跳變時與白色像素點位置對應的，該水平邊緣信息圖中相應像素點的位置賦值為1，因此主要統計在該設定的角度範圍內像素值為I的像素點的數目，該設定的角度範圍一般可以設置為正負20度的範圍，另外正負20度是以固定的圓心和起始邊確定的。S302 :針對旋轉後的每個角度，選擇像素值為I的像素點的數目較多的設定行數，統計該設定行數的像素值為I的像素點的數目和。S303:根據該數目和的最大值對應的旋轉角度，確定該車牌所在候選區域的矯正角度，對該車牌所在候選區域進行水平矯正。針對最終確定的水平邊緣信息圖，以該水平邊緣信息圖的左上角的像素點為圓心，並確定水平軸，在本發明中設定的步長可以為I度，即以I度為步長旋轉該水平邊緣信息圖，旋轉後在水平軸正負20度的範圍內，確定水平邊緣信息圖中每行在水平方向的投影值，即確定該水平邊緣信息圖中每行像素值為I的像素點，在該水平軸的正負20度的範圍內的數目。根據旋轉每個度數後，水平邊緣信息圖中每行在水平方向的投影值，即確定水平邊緣信息圖中每行在該角度範圍內包含的白色像素點的數目，選擇白色像素點數目較多的n行，較佳地，在本發明中該n值為4，即在旋轉該度數後，選擇投影值最大的4行。針對該角度，統計該4行在水平方向的投影值的和，即選擇該4行在該角度範圍內包含的白色像素點的數目和。 根據旋轉的每個角度，投影值較大的4行，在該角度範圍內包含的白色像素點的數目和，確定該數目和的最大值。當確定了該數目和的最大值後，該最大值對應的角度也可以確定，根據該角度即可對該白色車牌區域進行水平矯正。具體的在對該車牌所在候選區域進行水平矯正時，當根據該最大值對應的角度，利用雙線性插值進行水平傾斜矯正。 圖4為本發明提供的去除該車牌所在候選區域的上下邊界的過程示意圖，該過程包括以下步驟S401 :識別該矯正後的車牌所在候選區域中每行像素點的跳變數目。S402 :根據車牌所在候選區域中車牌的高度，從車牌所在候選區域的中間行開始，逐行判斷每行像素點的跳變數目與設置的跳變閾值的關係，判斷該車牌所在候選區域的上下邊界所在的行數，並去除該上下邊界。在本發明中根據ニ值化後該車牌所在候選區域的像素值的跳變，可以去除該車牌所在候選區域的水平邊框，即去除該車牌所在候選區域的上下邊界。具體的在去除該水平邊框吋，識別該矯正後的車牌所在候選區域中每行像素點的跳變數目，即識別該車牌所在候選區域中像素點的像素值由O跳變為I的數目，以及由I跳變為O的數目和，該數目和即為該行的跳變數目。當車牌所在候選區域的高度為Height時,令i = Height/2, i向上或向下取整都可以，判斷該第i行像素點的跳變數目Hopp(i)是否不小於設置的跳變閾值HoppThr，即判斷是否滿足Hopp(i) > HoppThr,當滿足上式時,確定該行為字符行,令i = i_l,即移動到·該行的上一行繼續進行判斷，判斷該行像素點的跳變數目Hopp(i)是否小於設置的跳變閾值HoppThr，當滿足Hopp (i)〈HoppThr吋，確定該行為字符的上邊界，即此時上邊界所在的行數TopBorder為i，在本發明中由於車牌一般包括7個字符，因此取HoppThr為14。當從候選區域的中間向下進行判斷時，令i = Height/2, i向上或向下取整都可以，判斷該第i行像素點的跳變數目Hopp(i)是否不小於設置的跳變閾值HoppThr，即判斷是否滿足Hopp (i) > HoppThr,當滿足上式時,確定該行為字符行，即令i = i+1,判斷該行的像素點的跳變數目Hopp(i)是否小於設置的跳變閾值，即判斷是否滿足Hopp (i)〈HoppThr，當滿足上式時確定該行為字符的下邊界，即此時下邊界所在的行數BottomBorder為i，在本發明中由於車牌一般包括7個字符，因此取HoppThr為14。根據確定的上下邊界所在的行數，在該車牌所在候選區域中去除上邊邊界。對車牌所在候選區域進行了水平矯正，並去除了該區域的上下邊界後，由於獲取的該車牌所在的候選區域中的字符也可能會存在傾斜，在本發明中為了提高字符分割的準確性，需要對車牌所在候選區域中的字符進行垂直矯正。在對車牌所在候選區域中的字符進行垂直矯正吋，根據垂直錯切旋轉時，每列在垂直方向的投影，確定該車牌所在候選區域在垂直方向上傾斜的角度並矯正。圖5為本發明提供的確定該車牌所在候選區域在垂直方向上傾斜的角度並矯正的過程，該過程包括以下步驟S501 :以設定的步長旋轉ニ值化並去除邊界後的該車牌所在候選區域，在設定的角度範圍內垂直切旋轉。S502 :統計每個旋轉角度下，在垂直方向上投影值為O的列的數目。S503 :將該數目的最大值對應的旋轉角度作為垂直錯切角度，井根據該角度對車牌所在候選區域進行垂直矯正。在本發明中，以I度為步長，以該ニ值化並進行了去除邊界處理後的車牌所在候選區域的左下角像素點為圓心，對該車牌所在候選區域在正負20度的角度範圍內垂直錯切旋轉。具體旋轉方法如下由於在本發明中如圖6中所示當車牌所在候選區域中車牌的垂直邊框與分割坐標軸的橫軸之間具有夾角9時，對於該候選區域中的邊框AC邊上的點F，其水平平移EF的長度後，對應縱軸上的E點,像素點的移動是以像素點的個數為單移動的，因此EF的長度為像素點個數的整數倍，即為整數，同樣的A點水平平移GA的長度後，與縱軸上的G點重合。由於上述夾角為e，在計算時，高度CE距離即為E到C的行數hE。，EF的距離hEF則根據下式計算確定hEC=INT (hECtan 0 )
式中INT為取整符號。在旋轉的過程中，隨著F點從A變化到C，對應的E點從G變化到C，由上式求出對應的每一行移動的距離，這樣就得到垂直矯正的車牌圖像。另外車牌圖像像素移動時，會產生空白的像素，此處均將其灰度值為賦值為「O」。在每個角度0下旋轉時，統計旋轉後該車牌所在候選區域中每列在垂直方向的投影為0的列的個數，記為Sum(0)，確定Sum(0)的最大值對應的角度9，即為垂直錯切角度，採用雙線性差值算法對車牌所在候選區域進行9矯正。經過多次測試，可知標準車牌中每個字符的寬度為45mm，高度為90mm，第二個字符與第三個字符之間的間距為34mm，其餘字符之間的間距為12mm，字符「I」的寬度約為13. 5mmo在本發明中採用垂直投影法，在預處理後的車牌所在候選區域中確定每個字符所在的區域，另外在尋找字符所在的區域時，是按照一定順序開始尋找的，在本發明中是按照從左到右的順序開始的，當然按照從右到左的順序開始尋找也是可以的。在確定每個字符所在的區域時，按照設定的順序採用垂直投影方法，確定每一列在垂直方向的投影值之和，根據每一列在垂直方向的投影值之和與設置的投影閾值之間的關係，判斷每一列是否為字符的左右邊界，根據確定的每個字符的左右邊界，確定每個字符所在的區域。在本發明中按照從左到右的順序檢測每個字符所在的區域，檢測車牌所在候選區域中每列在垂直方向的投影值之和，判斷該列在垂直方向的投影值之和是否大於設置的投影閾值；當判斷該列在垂直方向的投影值之和大於設置的投影閾值時，確定該列為字符的左邊界所在的列；以該列和車牌所在候選區域的高度確定右邊界的查找範圍，在該範圍內按照設定的順序檢測每列在垂直方向的投影值之和，判斷該列在垂直方向的投影值之和是否等於設置的投影閾值；當判斷該列在垂直方向的投影值之和等於設置的投影閾值時，確定該列為字符的右邊界所在的列。當然按照從右到左的順序檢測每列在垂直方向的投影值之和，根據該投影值之和與設定的投影閾值的關係，也是可以判斷字符的左右邊界的，其方法與上述方法類似，相信本領域技術人員可以根據上述實施例的描述，確定相應的實現方案。對經過預處理後的車牌所在候選區域，按照從左到右的順序，對參數i初始化，另i=0，之後採用垂直投影方法，確定每一列的垂直投影值之和Projectionti]，即統計每一列黑色像素點的數目和，當按照順序查找到某一列的垂直投影值之和Projection[i]滿足，Projection[i]>0時，確定該列為字符的左邊界所在的列，即字符所在區域的左邊界CharLeft為CharLeft = i,否則,將取i=i+l，繼續確定下一列在垂直方向的投影值之和。當確定了字符所在區域的左邊界後，可以按照上述設定的順序依次檢測每列在垂直方向的投影值之和，判斷該字符所在區域的右邊界，但在本發明中，為了提高字符所在區域檢測的效率，當確定了字符所在區域的左邊界後，根據該字符所在區域的左邊界，及車牌所在候選區域的高度確定右邊界的查找範圍。具體的在確定右邊界的查找範圍時，根據預處理後車牌所在候選區域的高度H，設置字符的寬度閾值W。為We=H/2，該右邊界的查找範圍為[CharLeft，CharLeft+1. 5WJ。在該範圍內，按照設定的順序檢測每列在垂直方向的投影值之和Projection[i]，當檢測到第i列在垂直方向的投影值之和Projection[i] = O時,確定第i列為該字符的右邊界所在的列，即字符所在區域的右邊界CharRight為CharRight=i,當採用上述方法在該範圍內確定的任一列在垂直方向的投影值之和都不等於O吋，則在該右邊界的查找範圍內，按照設定的順序統計每三列在垂直方向的投影值之和，選擇和值最小時對應的中間列為字符的右邊界所在的列。上述方法確定的每個字符所在的區域可能會存在斷裂的問題，在本發明中通過每 個字符所在區域的寬度，以及沒兩個字符之間的距離，設置的閾值對字符區域進行合井。在進行合併時，判斷每個字符的寬度及相鄰兩個字符之間的距離，與設定的閾值之間的關係，具體包括判斷是否滿足以下條件FrontCharRight-FrontCharLeft<a WcBackCharRight-BackCharLeft〈a WcBackCharLeft-FrontCharRi ght<ThrIBackCharRight-FrontCharLeft<b Wc當滿足上述條件時，將該上述相鄰兩個字符合併，其中FixmtCharRight為前一字符的右邊界，FrontCharLeft為前一字符的左邊界，BackCharRight為後一字符的右邊界，BackCharLefFrontCharLeft為後一字符的左邊界，Wc為寬度閾值為We=H/2，H為預處理後車牌所在候選區域的高度，下述參數分別為a=0. 7，Thrl=3, b=l. 3。對字符區域進行合併後，在該車牌所在候選區域中可能會存在字符「 I 」，由於該字符的寬度較一般字符寬度較窄，為了提高字符識別的準確性，在本發明中將字符「I」作為特殊字符，當檢測到該特殊字符時，按照普通字符的寬度，對該特殊字符所在的區域進行擴展。具體的在檢測每個字符是否為特殊字符時，根據每個字符的寬度檢測，判斷字符的寬度是否滿足設定條件，即判斷CharRight~CharLeft<g Wc其中，g = O. 5，當滿足該設定條件吋，確定該字符為特殊字符，則對該字符的左右邊界進行相等寬度的擴充，使該特殊字符的寬度擴展為W。，但該特殊字符的寬度擴充後，不能跨越到與其相鄰的其他字符所在的區域。當該車牌所在候選區域中不存在特殊字符時，上述對特殊字符所在的區域進行擴展的步驟可以省略。在本發明中在對字符區域進行合井，並對車牌所在候選區域中的特殊字符所在的區域進行擴展後，可能還存在一些字符並不是真正的字符，在本發明中根據每個字符的上下邊界之間的高度，與車牌所在候選區域的寬度去除偽字符區域。具體的在去除偽字符區域時，捜索每個字符的上下邊界，並判斷每個字符的上下邊界之間的高度是否滿足下述條件CharBottom-CharTop<m H
當滿足該條件時，確定該字符所在的區域為偽字符區域，將該字符區域去除，其中CharBottom味字符的下邊界，CharTop為字符的上邊界，H為預處理後車牌所在候選區域的高度，m為0. 5，其中上下邊界都是以行為單位衡量的。採用上述方法去除了偽字符區域對字符識別過程的幹擾後，識別去除偽字符區域後該車牌所在候選區域中字符的數目是否不小於設置的字符閾值，將滿足該字符閾值的字符序列作為車牌序列。一般情況下該字符閾值為7，判斷經過上述處理後該車牌所在候選區域中字符的個數是否小於7，當其中字符的個數小於7時，認為該車牌為偽車牌，將其去除；當其中字符的個數不小於7時，按照從左到右的順序，將該車牌所在候選區域中每連續的7個字符序列取出，作為候選字符序列。並判斷該候選字符序列中第二個字符和第三個字符之間的距離，是否大於其他任意相鄰兩個字符之間的距離，當滿足上述條件時，確定該候選字符序列為車牌字符序列並保存。圖7為本發明提供的一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別的裝置結構示意 圖，所述裝置包括預處理模塊71，用於將定位出的車牌所在候選區域進行二值化處理，並對定位出的車牌所在候選區域進行預處理；字符區域確定模塊72，用於按照設定的順序採用垂直投影方法，確定每一列在垂直方向的投影值之和，根據每一列在垂直方向的投影值之和與設置的投影閾值之間的關係，判斷每一列是否為字符的左右邊界，根據確定的每個字符的左右邊界，確定每個字符所在的區域；字符預處理模塊73，用於根據確定的每個字符所在的區域，及設置的寬度閾值合併字符區域，根據合併後每個字符的寬度，對特殊字符所在的區域進行擴展，並根據每個字符的上下邊界之間的高度，與車牌所在候選區域的高度去除偽字符區域；字符序列確定模塊74，用於識別去除偽字符區域後該車牌所在候選區域中字符的數目是否不小於設置的字符閾值，將滿足該字符閾值的字符序列作為候選車牌序列，根據每個候選字符序列中相鄰字符之間的距離選擇車牌字符序列。所述預處理模塊71，具體用於提取該車牌的水平邊緣信息；根據提取到的該車牌的水平邊緣信息，以及在旋轉時該車牌中每行像素點在水平方向的投影，確定該車牌所在候選區域在水平方向上傾斜的角度並矯正；在矯正後的車牌所在候選區域中，根據每行像素點的跳變數目，去除該車牌所在候選區域的上下邊界；根據垂直錯切旋轉時，每列在垂直方向的投影，確定該車牌所在候選區域在垂直方向上傾斜的角度並矯正。所述預處理模塊71，具體用於識別二值化處理後的該車牌所在候選區域中每個像素點的像素值；當該像素點的像素值出現跳變時，在水平邊緣信息圖中與跳變時白色像素點對應的像素點的位置賦值為I，其他像素點的位置賦值為0 ;將賦值後的該水平邊緣信息圖作為該車牌的水平邊緣信息。所述預處理模塊71，具體用於以設定的步長旋轉水平邊緣信息圖，針對旋轉後的每個角度，在設定的角度範圍內確定每行在水平方向上像素值為I像素點的數目；針對旋轉後的每個角度，選擇像素值為I的像素點的數目較多的設定行數，統計該設定行數的像素值為I的像素點的數目和；
根據該數目和的最大值對應的旋轉角度，確定該車牌所在候選區域的矯正角度，對該車牌所在候選區域進行水平矯正。所述預處理模塊71，具體用於識別該矯正後的車牌所在候選區域中每行像素點的跳變數目。根據車牌所在候選區域中車牌的高度，從車牌所在候選區域的中間行開始，逐行判斷每行像素點的跳變數目與設置的跳變閾值的關係，判斷該車牌所在候選區域的上下邊界所在的行數，並去除該上下邊界。所述預處理模塊71，具體用於以設定的步長旋轉ニ值化並去除邊界後的該車牌所在候選區域，在設定的角度範圍內垂直切旋轉；統計每個旋轉角度下，在垂直方向上投影值為O的列的數目；將該數目的最大值對應的旋轉角度作為垂直錯切角度，井根據該角度對車牌所在 候選區域進行垂直矯正。所述字符區域確定模塊72，具體用於按照設定的順序檢測車牌所在候選區域中每列在垂直方向的投影值之和，判斷該列在垂直方向的投影值之和是否大於設置的投影閾值；當判斷該列在垂直方向的投影值之和大於設置的投影閾值時，確定該列為字符的左邊界所在的列；以該列和車牌所在候選區域的高度確定右邊界的查找範圍，在該範圍內按照設定的順序檢測每列在垂直方向的投影值之和，判斷該列在垂直方向的投影值之和是否等於設置的投影閾值；當判斷該列在垂直方向的投影值之和等於設置的投影閾值時，確定該列為字符的右邊界所在的列。所述字符區域確定模塊72，還用於當在該右邊界的查找範圍內，任一列的在垂直方向的投影值之和都不等於設置的投影閾值時，在該右邊界的查找範圍內，按照設定的順序統計每三列在垂直方向的投影值之和，選擇和值最小時對應的中間列為字符的右邊界所在的列。所述字符預處理模塊73，具體用於判斷每個字符的寬度及相鄰兩個字符之間的距離，與設定的閾值之間的關係，是否滿足FrontCharRight-FrontCharLeft<a WcBackCharRight-BackCharLeft〈a WcBackCharLeft-FrontCharRi ght<ThrIBackCharRight-FrontCharLeft〈b Wc當滿足上述條件時，將該上述相鄰兩個字符合併，其中FixmtCharRight為前一字符的右邊界，FrontCharLeft為前一字符的左邊界，BackCharRight為後一字符的右邊界，BackCharLef FrontCharLeft為後一字符的左邊界，Wc為寬度閾值為We=H/2，H為預處理後車牌所在候選區域的高度，下述參數分別為a=0. 7，Thrl=3, b=l. 3。所述字符預處理模塊73，具體用於搜索每個字符的上下邊界，並判斷每個字符的上下邊界之間的高度是否滿足下述條件CharBottom-CharTop<m H
當滿足該條件時，確定該字符所在的區域為偽字符區域，將該字符區域去除，其中CharBottom味字符的下邊界，CharTop為字符的上邊界，H為預處理後車牌所在候選區域的高度，m為O. 5。所述字符序列確定模塊74，具體用於判斷該候選字符序列中第二個字符和第三個字符之間的距離，是否大於其他任意相鄰兩個字符之間的距離，當滿足上述條件吋，確定該候選字符序列為車牌字符序列並保存。本發明提供了ー種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法及裝置，該方法對車牌所在候選區域進行ニ值化處理後，再進行預處理過程，將車牌所在候選區域中的幹擾去除，去除幹擾後，根據每一列在垂直方向的投影值之和與投影閾值之間的關係，確定每個字符的左右邊界，為了提高識別的準確性，在本發明中還根據字符所在的區域的寬度將字符區域進行合井，並通過字符之間的高度，去除偽字符對字符識別過程的幹擾，在減小幹擾後 的車牌所在候選區域中，根據字符的數目，以及字符之間的距離確定車牌字符序列。由於該方法在識別過程中採用上述線性邏輯實現，實現程序較簡單，另外在識別的過程中也不存在任何限制，使用範圍較廣，並且識別的過程通過上述合併、去除偽字符的步驟，減小了幹擾對識別過程的影響，提高了車牌字符識別的準確性。上述說明示出並描述了本發明的ー個優選實施例，但如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述構思或相關領域的技術或知識進行改迸。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法，其特徵在於，所述方法包括 將定位出的車牌所在候選區域進行二值化處理，並對定位出的車牌所在候選區域進行預處理； 按照設定的順序採用垂直投影方法，確定每一列在垂直方向的投影值之和，根據每一列在垂直方向的投影值之和與設置的投影閾值之間的關係，判斷每一列是否為字符的左右邊界，根據確定的每個字符的左右邊界，確定每個字符所在的區域； 根據確定的每個字符所在的區域，及設置的寬度閾值合併字符區域，根據合併後每個字符的寬度，對特殊字符所在的區域進行擴展，並根據每個字符的上下邊界之間的高度，與車牌所在候選區域的高度去除偽字符區域； 識別去除偽字符區域後該車牌所在候選區域中字符的數目是否不小於設置的字符閾值，將滿足該字符閾值的字符序列作為候選車牌序列，根據每個候選字符序列中相鄰字符之間的距離選擇車牌字符序列。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述對定位出的車牌所在候選區域進行預處理包括 提取該車牌的水平邊緣信息； 根據提取到的該車牌的水平邊緣信息，以及在旋轉時該車牌中每行像素點在水平方向的投影，確定該車牌所在候選區域在水平方向上傾斜的角度並矯正； 在矯正後的車牌所在候選區域中，根據每行像素點的跳變數目，去除該車牌所在候選區域的上下邊界； 根據垂直錯切旋轉時，每列在垂直方向的投影，確定該車牌所在候選區域在垂直方向上傾斜的角度並矯正。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述提取該車牌的水平邊緣信息包括 識別二值化處理後的該車牌所在候選區域中每個像素點的像素值； 當該像素點的像素值出現跳變時，在水平邊緣信息圖中與跳變時白色像素點對應的像素點的位置賦值為I，其他像素點的位置賦值為O ; 將賦值後的該水平邊緣信息圖作為該車牌的水平邊緣信息； 所述確定該車牌所在候選區域在水平方向上傾斜的角度並矯正包括 以設定的步長旋轉水平邊緣信息圖，針對旋轉後的每個角度，在設定的角度範圍內確定每行在水平方向上像素值為I像素點的數目； 針對旋轉後的每個角度，選擇像素值為I的像素點的數目較多的設定行數，統計該設定行數的像素值為I的像素點的數目和； 根據該數目和的最大值對應的旋轉角度，確定該車牌所在候選區域的矯正角度，對該車牌所在候選區域進行水平矯正； 所述根據每行像素點的跳變數目，去除該車牌所在候選區域的上下邊界包括 識別該矯正後的車牌所在候選區域中每行像素點的跳變數目。
根據車牌所在候選區域中車牌的高度，從車牌所在候選區域的中間行開始，逐行判斷每行像素點的跳變數目與設置的跳變閾值的關係，判斷該車牌所在候選區域的上下邊界所在的行數，並去除該上下邊界； 所述確定該車牌所在候選區域在垂直方向上傾斜的角度並矯正包括以設定的步長旋轉ニ值化並去除邊界後的該車牌所在候選區域，在設定的角度範圍內垂直切旋轉； 統計每個旋轉角度下，在垂直方向上投影值為O的列的數目； 將該數目的最大值對應的旋轉角度作為垂直錯切角度，井根據該角度對車牌所在候選區域進行垂直矯正。
4.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述根據每一列在垂直方向的投影值之和與設置的投影閾值之間的關係，判斷每一列是否為字符的左右邊界包括 按照設定的順序檢測車牌所在候選區域中每列在垂直方向的投影值之和，判斷該列在垂直方向的投影值之和是否大於設置的投影閾值； 當判斷該列在垂直方向的投影值之和大於設置的投影閾值時，確定該列為字符的左邊界所在的列； 以該列和車牌所在候選區域的高度確定右邊界的查找範圍，在該範圍內按照設定的順序檢測每列在垂直方向的投影值之和，判斷該列在垂直方向的投影值之和是否等於設置的投影閾值； 當判斷該列在垂直方向的投影值之和等於設置的投影閾值時，確定該列為字符的右邊界所在的列。
5.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述根據確定的每個字符所在的區域，及設置的寬度閾值合併字符區域包括 判斷每個字符的寬度及相鄰兩個字符之間的距離，與設定的閾值之間的關係，是否滿足FrontCharRight-FrontCharLeft<a WcBackCharRight~BackCharLeft<a WcBackCharLeft-FrontCharRight<ThrIBackCharRight-FrontCharLeft<b Wc 當滿足上述條件時，將該上述相鄰兩個字符合併，其中FrontCharRight為前一字符的右邊界，FrontCharLeft為前一字符的左邊界，BackCharRight為後一字符的右邊界，BackCharLef FrontCharLeft為後一字符的左邊界，W。為寬度閾值為We=H/2，H為預處理後車牌所在候選區域的高度，下述參數分別為a=0. 7，Thrl=3, b=l. 3 ； 所述據每個字符的上下邊界之間的高度，與車牌所在候選區域的高度去除偽字符區域包括 搜索每個字符的上下邊界，並判斷每個字符的上下邊界之間的高度是否滿足下述條件CnarBottom-CharTopMn H 當滿足該條件時，確定該字符所在的區域為偽字符區域，將該字符區域去除，其中CharBottom味字符的下邊界，CharTop為字符的上邊界，H為預處理後車牌所在候選區域的高度，m為O. 5 ; 所述根據每個候選字符序列中相鄰字符之間的距離選擇車牌字符序列包括 判斷該候選字符序列中第二個字符和第三個字符之間的距離，是否大於其他任意相鄰兩個字符之間的距離，當滿足上述條件吋，確定該候選字符序列為車牌字符序列並保存。
6.一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別的裝置，其特徵在於，所述裝置包括 預處理模塊，用於將定位出的車牌所在候選區域進行二值化處理，並對定位出的車牌所在候選區域進行預處理； 字符區域確定模塊，用於按照設定的順序採用垂直投影方法，確定每一列在垂直方向的投影值之和，根據每一列在垂直方向的投影值之和與設置的投影閾值之間的關係，判斷每一列是否為字符的左右邊界，根據確定的每個字符的左右邊界，確定每個字符所在的區域； 字符預處理模塊，用於根據確定的每個字符所在的區域，及設置的寬度閾值合併字符區域，根據合併後每個字符的寬度，對特殊字符所在的區域進行擴展，並根據每個字符的上下邊界之間的高度，與車牌所在候選區域的高度去除偽字符區域； 字符序列確定模塊，用於識別去除偽字符區域後該車牌所在候選區域中字符的數目是否不小於設置的字符閾值，將滿足該字符閾值的字符序列作為候選車牌序列，根據每個候 選字符序列中相鄰字符之間的距離選擇車牌字符序列。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述預處理模塊，具體用於提取該車牌的水平邊緣信息；根據提取到的該車牌的水平邊緣信息，以及在旋轉時該車牌中每行像素點在水平方向的投影，確定該車牌所在候選區域在水平方向上傾斜的角度並矯正；在矯正後的車牌所在候選區域中，根據每行像素點的跳變數目，去除該車牌所在候選區域的上下邊界；根據垂直錯切旋轉時，每列在垂直方向的投影，確定該車牌所在候選區域在垂直方向上傾斜的角度並矯正。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述預處理模塊，具體用於識別二值化處理後的該車牌所在候選區域中每個像素點的像素值； 當該像素點的像素值出現跳變時，在水平邊緣信息圖中與跳變時白色像素點對應的像素點的位置賦值為I，其他像素點的位置賦值為O ; 將賦值後的該水平邊緣信息圖作為該車牌的水平邊緣信息； 所述預處理模塊，具體用於以設定的步長旋轉水平邊緣信息圖，針對旋轉後的每個角度，在設定的角度範圍內確定每行在水平方向上像素值為I像素點的數目； 針對旋轉後的每個角度，選擇像素值為I的像素點的數目較多的設定行數，統計該設定行數的像素值為I的像素點的數目和； 根據該數目和的最大值對應的旋轉角度，確定該車牌所在候選區域的矯正角度，對該車牌所在候選區域進行水平矯正； 所述預處理模塊，具體用於識別該矯正後的車牌所在候選區域中每行像素點的跳變數目。
根據車牌所在候選區域中車牌的高度，從車牌所在候選區域的中間行開始，逐行判斷每行像素點的跳變數目與設置的跳變閾值的關係，判斷該車牌所在候選區域的上下邊界所在的行數，並去除該上下邊界； 所述預處理模塊，具體用於以設定的步長旋轉二值化並去除邊界後的該車牌所在候選區域，在設定的角度範圍內垂直切旋轉； 統計每個旋轉角度下，在垂直方向上投影值為O的列的數目； 將該數目的最大值對應的旋轉角度作為垂直錯切角度，並根據該角度對車牌所在候選區域進行垂直矯正。
9.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述字符區域確定模塊，具體用於按照設定的順序檢測車牌所在候選區域中每列在垂直方向的投影值之和，判斷該列在垂直方向的投影值之和是否大於設置的投影閾值； 當判斷該列在垂直方向的投影值之和大於設置的投影閾值時，確定該列為字符的左邊界所在的列； 以該列和車牌所在候選區域的高度確定右邊界的查找範圍，在該範圍內按照設定的順序檢測每列在垂直方向的投影值之和，判斷該列在垂直方向的投影值之和是否等於設置的投影閾值； 當判斷該列在垂直方向的投影值之和等於設置的投影閾值時，確定該列為字符的右邊界所在的列。
10.如權利要求6所述的裝置，其特徵在幹，所述字符預處理模塊，具體用於判斷每個字符的寬度及相鄰兩個字符之間的距離，與設定的閾值之間的關係，是否滿足FrontCharRight-FrontCharLeft<a WcBackCharRight~BackCharLeft<a WcBackCharLeft-FrontCharRight<ThrIBackCharRight-FrontCharLeft<b Wc 當滿足上述條件時，將該上述相鄰兩個字符合併，其中FrontCharRight為前一字符的右邊界，FrontCharLeft為前一字符的左邊界，BackCharRight為後一字符的右邊界，BackCharLef FrontCharLeft為後一字符的左邊界，W。為寬度閾值為We=H/2，H為預處理後車牌所在候選區域的高度，下述參數分別為a=0. 7，Thrl=3, b=l. 3 ； 所述字符預處理模塊，具體用於搜索每個字符的上下邊界，並判斷每個字符的上下邊界之間的高度是否滿足下述條件CnarBottom-CnarTopMn H 當滿足該條件時，確定該字符所在的區域為偽字符區域，將該字符區域去除，其中CharBottom味字符的下邊界，CharTop為字符的上邊界，H為預處理後車牌所在候選區域的高度，m為O. 5 ; 所述字符序列確定模塊，具體用於判斷該候選字符序列中第二個字符和第三個字符之間的距離，是否大於其他任意相鄰兩個字符之間的距離，當滿足上述條件時，確定該候選字符序列為車牌字符序列並保存。
全文摘要
本發明公開了一種車牌類型識別中的車牌字符序列識別方法及裝置，該方法對車牌所在候選區域進行二值化處理後，再進行預處理過程，將車牌所在候選區域中的幹擾去除，根據每一列在垂直方向的投影值之和與投影閾值之間的關係，確定每個字符的左右邊界，根據字符所在的區域的寬度將字符區域進行合併，並通過字符之間的高度，去除偽字符對字符識別過程的幹擾，根據字符的數目，以及字符之間的距離確定車牌字符序列。由於該方法在識別過程中採用上述線性邏輯實現，實現程序較簡單，另外在識別的過程中也不存在任何限制，使用範圍較廣，並且識別的過程通過上述合併、去除偽字符的步驟，減小了幹擾對識別過程的影響，提高了車牌字符識別的準確性。
文檔編號G06K9/54GK102722711SQ20121017800
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者王海峰 申請人:信幀電子技術(北京)有限公司