图像处理基本算法 车牌识别与定位
进行车牌识别和定位首先要了解车牌的特征以及分类。
车牌主要包括以下几种:
蓝牌白字:普通小型车(其中包括政府机关专用号段、政法部门警车以外的行政用车)的牌照
黄牌黑字:大型车辆、摩托车、驾校教练车牌照
黑牌白字:涉外车辆牌照,式样和蓝牌基本相同
白牌:政法部门(公安、法院、检察院、国安、司法)警车、武警部队车辆、解放军军车的牌照都是白牌
警车:公安警车的牌照样式为[某·A1234警],除“警”为红字外其他的都是黑字,一共4位数字,含义与普通牌照相同
车牌定位的算法分为三类,一类是基于边缘的,一类是基于颜色的,一类是基于机器学习的,这三种方法我都做过实验,基于边缘的最简单也最有效,如果对于收费站和小区的应用,做到99%以上的检测率不是件难事,但如果场景复杂一点,误检会比较多,但并不会漏掉真正的车牌,只是虚警率高点,可以通过先验知识、颜色和后面的分割加以去除,误检不是重点。基于颜色的定位算法,从根本上讲也可以算是基于边缘的一种,无非是利用彩色边缘或者灰度图像边缘和颜色一起来定位,基于颜色的车牌定位算法用于高清图片效果不错,对于一般的场景我认为没必要用颜色进行定位,但初期用颜色先去除一些明显不是车牌的区域还是比较有效的。基于机器学习的算法进行车牌定位或者说检测,关键是找到好的特征和好的训练方法,不少人利用adaboost+haar特征进行车牌检测,从我的实验结果来看,检测率也能达到99%以上,但同时虚警率也非常高,会出现很多误检,而且很难把车牌的区域完整的检测出来,所以如果单独要用机器学习的算法还是不太可行,不过可以先利用边缘信息找到候选区域,然后用adaboost去去除非车牌区域,这个效果还是蛮不错的。
对于边缘的检测,如果车牌在图像中占的比例不是很小,普通的差分和全局二值化就可以达到很好的效果,如果对于高清图像(譬如要检测几个车道)或者场景很复杂,导致车牌所占图像的比例很小,还有就是车牌处于比较暗的地方,而整个场景很亮,这个时候差分得到的边缘就不会很丰富,如果利用全局二值化就可能导致车牌区域检测不到边缘,解决办法一就是对图像进行灰度拉伸或增强,解决办法二就是换边缘检测的方法(譬如sobel),解决办法三就是改进二值化的方法。对于图像增强的方法我要特别提一下直方图均衡化,很多论文上都会说对输入图片先进行直方图均衡化,但我的实验发现,晚上的图片如果进行直方图均衡化操作后会导致噪点特别多,而且可能会导致车牌区域检测不到边缘,总之图像增强是一把双刃剑,需要慎重考虑。
如果利用边缘进行定位,关键是要想办法一定要检测出车牌区域的边缘。
车牌定位,利用边缘是王道,可以先粗检再精检,颜色可以用于精定位和去除误检,机器学习如果想要好的结果得需要好的特征,但目前好像还没有。我个人认为车牌定位的难点不在于找到车牌区域,而在于怎么对车牌区域进行更精确的定位,而精定位的难点在于左右精定位,以便于后面的分割算法。
这里给出一份基于颜色和形状的车牌识别的源代码,基本思路是提取车牌的特征然后根据特征进行筛选。
识别车牌用到的特征:颜色特征、形状特征、大小特征
a 颜色特征
每种车牌的底色具有各自特殊的RGB值,例如程序中使用的蓝底车牌的典型RGB值为 R = 28,G = 63, B = 138;
当RGB值接近时则认为可能是车牌,将该点像素赋值为255,否则0;利用颜色特征可以获取二值图像,可以去除大部分的其他物体,但是会有很多的干扰。
b、大小特征
对二值图像进行膨胀处理和腐蚀处理之后,可以去掉很小的噪点。对于灰度图获取轮廓边缘,轮廓具有一定的面积。车牌应该具有一定的大小,如果面积过小则认为不是车牌。此法可以去除大部分的小面积的干扰物。
颜色特征和大小特征是初选。形状特征是精选。
c、形状特征
矩形度:提取轮廓之后,轮廓包围的面积和轮廓最小外接矩形的面积之比称为矩形度,值越接近1,则是矩形的概率越大。
长宽比:正常车牌的长宽比为3:1,最小外接矩形的长宽比越接近1则认为是车牌的概率最大。
如果三个筛选条件都符合,则是车牌的概率非常大。
//主程序lpr.cpp
源码以及测试图片下载地址:http://download.csdn.net/detail/renshengrumenglibing/5073845