專利名稱：武警汽車號(hào)牌圖像的字符識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種武警汽車號(hào)牌圖像的車牌變形字符的識(shí)別方法，尤其是一 種基于字符重構(gòu)的武警汽車號(hào)牌圖像的字符識(shí)別方法。
技術(shù)背景2007年5月，武警部隊(duì)正式更換"2007式"車牌，新的武警車牌構(gòu)圖打破了 傳統(tǒng)格局，車牌上的字符規(guī)格由等大變成大、小、大結(jié)構(gòu)，間隔符由圖案代替; 小車號(hào)牌與大車輛號(hào)牌進(jìn)行完全區(qū)分；警種標(biāo)志由漢字改為拼音字母(WJ);小車號(hào)牌上的轄區(qū)編碼放置在武警圖案之下；為增加號(hào)牌容量，黃金、森林、水 電、交通部隊(duì)和邊防、消防、警衛(wèi)部隊(duì)各支隊(duì)(邊防檢査站、地市警衛(wèi)處)車 屬單位代號(hào)由26個(gè)英文字母組成，序列采取車屬單位代號(hào)加序號(hào)的起止編排。 如圖1所示，武警汽車號(hào)牌中的警種標(biāo)志"WJ"粘連在一起，無法在車牌圖像上 將"W"和"J"有效切開；其次，武警小車車牌圖像上的轄區(qū)編碼"01"實(shí)際圖像尺 寸特別小，難以在車牌圖像上將轄區(qū)編碼"01"進(jìn)一步切割。因此，識(shí)別武警汽車 號(hào)牌圖像上的警種標(biāo)志和小車號(hào)牌轄區(qū)編碼就成為武警汽車號(hào)牌圖像自動(dòng)識(shí)別 的技術(shù)難點(diǎn)之一。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種可以對(duì)武警車牌警 種標(biāo)志及其號(hào)牌轄區(qū)編碼的快速識(shí)別，可用于對(duì)道路上行駛的武警汽車號(hào)牌信 息準(zhǔn)確提取的武警汽車號(hào)牌圖像的字符識(shí)別方法。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，武警汽車號(hào)牌圖像的字符識(shí)別方法包括如下步驟(1) 將武警汽車號(hào)牌24位彩色圖像轉(zhuǎn)化為8位色彩的灰度圖；(2) 對(duì)所述灰度圖進(jìn)行字符切分和二值化，形成字符切分灰度圖和字符二 值化圖字符切分灰度圖是依據(jù)字符在武警車牌標(biāo)準(zhǔn)尺寸中所占空間大小來劃 分并基于圖像尺寸比例來切割號(hào)牌灰度圖所形成的字符圖像，將武警車牌中警種標(biāo)志W(wǎng)和J重構(gòu)為字符"WJ"，將轄區(qū)編碼00~34重構(gòu)成新字符"00" "34",其 他數(shù)字和字母均單獨(dú)作為一個(gè)字符；字符二值化圖是先統(tǒng)計(jì)字符切分灰度圖中 灰度值0 255出現(xiàn)的數(shù)量，基于灰度直方圖理論來計(jì)算灰度圖的閾值，當(dāng)像素 點(diǎn)的灰度值超過或等于閾值時(shí)，將該灰度值歸為'T'，否則為"O",對(duì)每個(gè)像素點(diǎn) 重復(fù)上述操作，從而得到字符二值化圖。(3) 對(duì)字符二值化圖進(jìn)行左右方向、上下方向、空間俯視方向三維投影， 所形成的字符特征值與標(biāo)準(zhǔn)字庫中的字符特征值進(jìn)行比對(duì)，從而識(shí)別出圖像中 的武警汽車號(hào)牌字符信息。所述三維投影和比對(duì)的方法包括如下步驟 (1)對(duì)單個(gè)字符二值化圖按照40x40點(diǎn)陣標(biāo)準(zhǔn)化；3(2) 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照左右水平方向進(jìn)行投影，并將每列的 投影值填入數(shù)組X (40)中，數(shù)組X (40)表示有40個(gè)元素的一維數(shù)組；(3) 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照上下垂直方向進(jìn)行投影，并將每行的 投影值填入數(shù)組Y (40)中，數(shù)組Y (40)表示有40個(gè)元素的一維數(shù)組；(4) 累加數(shù)組X (40)和Y (40)對(duì)應(yīng)位置的數(shù)值，與標(biāo)準(zhǔn)字庫中設(shè)置的 數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識(shí)別，轉(zhuǎn)步驟7;(5) 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照空間俯視方向劃分成相同尺寸的4x4 個(gè)區(qū)域，然后分別計(jì)算每個(gè)區(qū)域的灰度值為"l"的數(shù)量，并存入數(shù)組Z (16)中， 與標(biāo)準(zhǔn)字庫中設(shè)置的數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識(shí)別， 轉(zhuǎn)步驟7;否則本次字符圖像識(shí)別失敗；(6) 統(tǒng)計(jì)字符二值化圖識(shí)別失敗次數(shù)，如果字符二值化圖失敗次數(shù)超過設(shè) 定值，則結(jié)束本次圖像識(shí)別；(7) 獲取標(biāo)準(zhǔn)字庫中對(duì)應(yīng)的字符信息；如果沒有字符二值化圖待識(shí)別，則 結(jié)束本次圖像識(shí)別，否則繼續(xù)下一個(gè)字符二值化圖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于對(duì)武警汽車號(hào)牌圖像上警種標(biāo)志和轄區(qū)編碼內(nèi)部不 進(jìn)行字符切割，因此本發(fā)明不受警種標(biāo)志中字符粘連影響，又能兼顧識(shí)別武警 小車車牌上的轄區(qū)編碼，故為快速、準(zhǔn)確識(shí)別武警汽車號(hào)牌圖像中的車牌信息提供了基礎(chǔ)，由此提高了武警車牌字符識(shí)別的速度和精度。


圖1是本發(fā)明的武警汽車號(hào)牌圖像的灰度圖。圖2是武警汽車號(hào)牌圖像的字符切分灰度圖和字符二值化圖的對(duì)照?qǐng)D。 圖3是武警汽車號(hào)牌字符二值化圖和對(duì)應(yīng)的字符識(shí)別結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖l所示，為武警汽車號(hào)牌8位灰度圖。武警汽車號(hào)牌圖像上的警種標(biāo) 志"W"和"J"粘連在一起，武警小車車牌圖像上的轄區(qū)編碼實(shí)際圖像尺寸特別小， 難以準(zhǔn)確識(shí)別。按照本發(fā)明所述的方法，將粘連在一起的"W"和"J"重構(gòu)為字符 "WJ"，將小車牌上圖像尺寸特別小的且有時(shí)模糊不清的轄區(qū)編碼重構(gòu)成一個(gè)字 符，即轄區(qū)編碼00~34重構(gòu)成新字符"00"~"34"，然后依據(jù)字符圖像識(shí)別算法來 準(zhǔn)確識(shí)別武警汽車號(hào)牌中的警種標(biāo)志和轄區(qū)編碼。由于24位彩色圖中的單個(gè)像 素值是按照紅、綠、藍(lán)三種色值存貯的，故取紅、綠、藍(lán)三個(gè)色值中的一個(gè)數(shù) 值，按照像素點(diǎn)次序重新形成了新的號(hào)牌圖像數(shù)據(jù)，即形成8位色彩的灰度圖。如圖2所示，上方為武警汽車號(hào)牌圖像的字符切分灰度圖，下方為武警汽 車號(hào)牌圖像的字符二值化圖。字符切分灰度圖是依據(jù)字符在武警汽車號(hào)牌標(biāo)準(zhǔn) 尺寸中的空間大小來劃分并基于圖像尺寸比例來切割號(hào)牌灰度圖所形成的字符 圖像，將武警車牌中警種標(biāo)志W(wǎng)和J重構(gòu)為字符"WJ"，將轄區(qū)編碼00 34重構(gòu) 成新字符"00" "34"，其他數(shù)字和字母均單獨(dú)作為一個(gè)字符；字符二值化圖是先 統(tǒng)計(jì)字符切分灰度圖中灰度值0-255出現(xiàn)的數(shù)量，基于灰度直方圖理論來計(jì)算 灰度圖的閾值，當(dāng)像素點(diǎn)的灰度值超過或等于閾值時(shí)，將該灰度值歸為"l"，否則為"o"，對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)重復(fù)上述操作，從而得到字符二值化圖。其中，直方圖是灰度級(jí)的函數(shù)，表示圖像中具有每種灰度級(jí)的像素的個(gè)數(shù)，反映圖像中每種灰度出現(xiàn)的頻率；閾值是特定的灰度值。如圖3所示，上方為字符二值化圖，下方為字符識(shí)別結(jié)果圖。按照對(duì)武警 汽車號(hào)牌圖像的字符二值化圖進(jìn)行左右(水平)方向、上下(垂直)方向、空 間俯視方向三維投影，所形成的字符特征值與標(biāo)準(zhǔn)字庫中的字符特征值進(jìn)行快 速比對(duì)，從而識(shí)別出武警汽車號(hào)牌字符信息，具體操作步驟為1、 對(duì)獲取的字符二值化圖按照40x40點(diǎn)陣標(biāo)準(zhǔn)化，即把大小不一的字符二 值化圖統(tǒng)一為40x40點(diǎn)陣的標(biāo)準(zhǔn)字符圖像，以便于與字庫中字符特征作比對(duì)。2、 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照左右(水平)方向進(jìn)行投影，計(jì)算每列 的灰度值為'T'的像素?cái)?shù)量，并填入數(shù)組X (40)中。3、 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照上下(垂直)方向進(jìn)行投影，計(jì)算每行 的灰度值為"l"的像素?cái)?shù)量，并填入數(shù)組Y (40)中。4、 把數(shù)組X (40)和Y (40)對(duì)應(yīng)位置的數(shù)值相加，與標(biāo)準(zhǔn)字庫中設(shè)置的 數(shù)值進(jìn)行快速比對(duì)。如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識(shí)別，轉(zhuǎn)步驟7。所述 匹配準(zhǔn)確意為匹配率達(dá)到98%以上，具體匹配率可根據(jù)識(shí)別效果進(jìn)行設(shè)定，下 同。5、 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照空間俯視方向劃分成相同尺寸的4x4個(gè) 區(qū)域，然后分別計(jì)算16個(gè)區(qū)域出現(xiàn)灰度值為"1"的數(shù)量，并存入數(shù)組Z(16)中， 與標(biāo)準(zhǔn)字庫中設(shè)置的數(shù)值進(jìn)行快速比對(duì)。如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像 識(shí)別，轉(zhuǎn)步驟(7);否則本次字符圖像識(shí)別失敗。所述數(shù)組X (40)和Y (40)均表示有40個(gè)元素的一維數(shù)組。數(shù)組Z (16) 表示有16個(gè)元素的一維數(shù)組。對(duì)于步驟5，如果劃分4x4個(gè)區(qū)域未識(shí)別出字符，還可以劃分8x8個(gè)區(qū)域再 進(jìn)行識(shí)別。6、 統(tǒng)計(jì)字符二值化圖失敗數(shù)量，如果字符二值化圖失敗次數(shù)超過3次，則 結(jié)束本次號(hào)牌圖像識(shí)別。7、 獲取標(biāo)準(zhǔn)字庫中對(duì)應(yīng)的字符信息，如果沒有字符二值化圖待識(shí)別，則結(jié) 束本次號(hào)牌圖像識(shí)別，否則繼續(xù)下一個(gè)字符二值化圖識(shí)別。本發(fā)明解決了武警汽車號(hào)牌圖像上的警種標(biāo)志和小車號(hào)牌轄區(qū)編碼識(shí)別難 題，為準(zhǔn)確有效提取武警汽車注冊(cè)信息提供了基礎(chǔ)，為緝查非法武警汽車號(hào)牌 提供技術(shù)支持。
權(quán)利要求
1、武警汽車號(hào)牌圖像的字符識(shí)別方法，其特征是所述方法包括如下步驟(1)將武警汽車號(hào)牌24位彩色圖像轉(zhuǎn)化為8位色彩的灰度圖；(2)對(duì)所述灰度圖進(jìn)行字符切分和二值化，形成字符切分灰度圖和字符二值化圖字符切分灰度圖是依據(jù)字符在武警車牌標(biāo)準(zhǔn)尺寸中所占空間大小來劃分并基于圖像尺寸比例來切割號(hào)牌灰度圖所形成的字符圖像，將武警車牌中警種標(biāo)志W(wǎng)和J重構(gòu)為字符“WJ”，將轄區(qū)編碼00～34重構(gòu)成新字符“00”～“34”，其他數(shù)字和字母均單獨(dú)作為一個(gè)字符；字符二值化圖是先統(tǒng)計(jì)字符切分灰度圖中灰度值0～255出現(xiàn)的數(shù)量，基于灰度直方圖理論來計(jì)算灰度圖的閾值，當(dāng)像素點(diǎn)的灰度值超過或等于閾值時(shí)，將該灰度值歸為“1”，否則為“0”，對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)重復(fù)上述操作，從而得到字符二值化圖；(3)對(duì)字符二值化圖進(jìn)行左右方向、上下方向、空間俯視方向三維投影，所形成的字符特征值與標(biāo)準(zhǔn)字庫中的字符特征值進(jìn)行比對(duì)，從而識(shí)別出圖像中的武警汽車號(hào)牌字符信息。
2、 如權(quán)利要求1所述的武警汽車號(hào)牌圖像的字符識(shí)別方法，其特征是，所 述三維投影和比對(duì)的方法包括如下步驟(1) 對(duì)單個(gè)字符二值化圖按照40x40點(diǎn)陣標(biāo)準(zhǔn)化；(2) 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照左右水平方向進(jìn)行投影，并將每列的 投影值填入數(shù)組X (40)中，數(shù)組X (40)表示有40個(gè)元素的一維數(shù)組；(3) 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照上下垂直方向進(jìn)行投影，并將每行的 投影值填入數(shù)組Y (40)中，數(shù)組Y (40)表示有40個(gè)元素的一維數(shù)組；(4) 累加數(shù)組X (40)和Y (40)對(duì)應(yīng)位置的數(shù)值，與標(biāo)準(zhǔn)字庫中設(shè)置的 數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識(shí)別，轉(zhuǎn)步驟7;(5) 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照空間俯視方向劃分成相同尺寸的4^4 個(gè)區(qū)域，然后分別計(jì)算每個(gè)區(qū)域的灰度值為"l"的數(shù)量，并存入數(shù)組Z(16)中， 與標(biāo)準(zhǔn)字庫中設(shè)置的數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識(shí)別， 轉(zhuǎn)步驟7;否則本次字符圖像識(shí)別失??；(6) 統(tǒng)計(jì)字符二值化圖識(shí)別失敗次數(shù)，如果字符二值化圖失敗次數(shù)超過設(shè) 定值，則結(jié)束本次圖像識(shí)別；(7) 獲取標(biāo)準(zhǔn)字庫中對(duì)應(yīng)的字符信息；如果沒有字符二值化圖待識(shí)別，則 結(jié)束本次圖像識(shí)別，否則繼續(xù)下一個(gè)字符二值化圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種武警汽車號(hào)牌圖像的字符識(shí)別方法，該方法先將武警汽車號(hào)牌彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，再進(jìn)行二值化和字符切分，將粘連在一起的武警車牌警種標(biāo)志W(wǎng)J重構(gòu)為字符“WJ”，將車牌圖像上尺寸特別小的轄區(qū)編碼00～34重構(gòu)成新字符“00”～“34”；最后將二值化圖在水平、垂直和空間俯視方向上進(jìn)行三維投影，由此計(jì)算形成字符特征值，與標(biāo)準(zhǔn)字庫中的字符特征值進(jìn)行快速匹配，從而準(zhǔn)確識(shí)別出模糊不清的字符。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)武警汽車號(hào)牌圖像上警種標(biāo)志和轄區(qū)編碼內(nèi)部不進(jìn)行字符切割，因此不受警種標(biāo)志中字符粘連影響，又能兼顧識(shí)別武警小車車牌上的轄區(qū)編碼，提高了武警車牌字符識(shí)別的速度和精度。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101567042SQ20091002703
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者姜良維, 方麗莊, 方艾芬, 慶 馬 申請(qǐng)人:公安部交通管理科學(xué)研究所