基于FPGA 的車牌字符識別方法的研究
3.2 基于垂直灰度法的字符分割
在對車牌進(jìn)行定位后,考慮到車牌字符的排放特點(diǎn)與字符間的微小間隙,采用垂直灰度法進(jìn)行車牌字符的分割。主要思想是設(shè)定一個(gè)垂直投影的閾值,判斷投影大于閾值則標(biāo)記并保存,遇到空隙則分割,最后判斷字符區(qū)域的長度是否滿足字符的長度,滿足字符長度的則記錄為有效字符,不滿足將剔除繼續(xù)掃描下一個(gè)知道掃描完整行為止。分割效果如圖3-2。
3.3 模板匹配
我國的車牌,字符標(biāo)志的首位為漢字的省名縮寫,次位為英文字母,再次位為英文字母或阿拉伯?dāng)?shù)字,末四位均為數(shù)字。由于實(shí)際可能出現(xiàn)的英文字母和數(shù)字字符數(shù)目不多,再基于NIOS II 軟核的運(yùn)算能力考慮,采用模板匹配方法進(jìn)行字符識別。即將待識別的車牌字符矩陣與庫內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)字符矩陣(標(biāo)準(zhǔn)模版)對比,相似度最大的則認(rèn)為一致。
首先將標(biāo)準(zhǔn)模板入庫,按國家車牌標(biāo)準(zhǔn)的大小、字體、字符間距等打印出數(shù)張樣品,其前景、背景清晰,字符沒有斷續(xù),很少噪聲、且包含了所有可能的車牌字符,作為“標(biāo)準(zhǔn)車牌”,用以采樣制作標(biāo)準(zhǔn)字符矩陣庫。把每一張“標(biāo)準(zhǔn)車牌”分割出來的字符歸一化[7],接著將歸一化后的模板矩陣存入FPGA中作為標(biāo)準(zhǔn)模板庫,根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況,模板越大識別率越高,但同時(shí)會帶來運(yùn)算數(shù)據(jù)量的大大增加,于是在綜合考慮準(zhǔn)確度和NIOS II軟核的工作效率后采用20×15 bit大小的數(shù)組作為標(biāo)準(zhǔn)模板。
當(dāng)車牌上的待識別字符歸一化以后,依次與標(biāo)準(zhǔn)庫中的模板進(jìn)行匹配,即矩陣對應(yīng)位依次做差,分別計(jì)算總的相同像素個(gè)數(shù),則有最大相同數(shù)目的那一組數(shù)認(rèn)為是相似度最大,則用此時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)模板所對應(yīng)的數(shù)字或字母作為最終識別的結(jié)果。車牌字符識別結(jié)果如圖3-3:
在PAL 制式的CCD 攝像頭、Altera DE2 開發(fā)板和普通VGA 顯示器的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下,隨機(jī)選取20 張車牌進(jìn)行檢測,在不同的光照條件下,正確檢測出的字符率達(dá)到了90%以上,在光照較好的情況下,識別率達(dá)到94%以上,且平均識別時(shí)間不到0.1 秒,完全滿足實(shí)時(shí)性的需求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用FPGA 可以很好的完成對車牌實(shí)時(shí)檢測的任務(wù),且具有體積小、功耗低、速度快等明顯的優(yōu)點(diǎn)。
4 結(jié)論
本文在利用FPGA 采集車牌圖像的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了一種利用字符歸一化和模板匹配的簡單快速的車牌字符識別系統(tǒng),并在SOPC 中實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)具有視頻圖像采集實(shí)時(shí),車牌定位分割準(zhǔn)確和識別誤差低等特點(diǎn)。這種基于SOPC 技術(shù)的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法具有硬件設(shè)計(jì)靈活,可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)PC 機(jī)系統(tǒng)和DSP 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足,有效地降低了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的難度,縮短了開發(fā)周期,并提高了設(shè)計(jì)的可靠性??捎糜诘缆奋囕v監(jiān)控、智能交
通管理等應(yīng)用領(lǐng)域,具有較高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn):提出了根據(jù)車牌彩色通道特性和字符二值化后特征的車牌雙重定位方法,在NIOS II 中用模版匹配方法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的識別車牌字符。
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