摘 要

近几年，车牌识别系统作为智能交通的一个重要方向越来越受到重视。车牌识别系统可以应用于停车场管理系统、高速公路超速管理系统、城市十字路口的“电子警察”、小区车辆管理系统等各个领域，对国家的安全发展有很大的作用。虽然目前已有一些车牌识别系统相关产品出现，但是对其算法的研究发展从没有停止，仍有许多学者在做着进一步的研究改进。

本文首先对车牌识别系统的现状和已有的技术进行了深入的研究，在研究的基础上开发出一个基于MATLAB 的车牌识别系统。确定了整体设计方案，其中软件部分包括车牌定位、车牌字符切分及车牌字符识别三个模块。车牌定位模块中提出了基于小波变换的车牌边缘提取的算法，以及车牌二次定位的算法，提高了系统在光照条件较差的情况下的定位准确率，该算法对于各种底色的车牌具有良好的适应性；车牌的二值化采用了改进的Otus 算法，重新划分了其两维直方图的区域，改进后的算法大大减少了运行时间，对于各种类型的车牌都能达到较好的二值化效果。

根据上述算法搭建了一个测试平台。整个测试平台的软件部分采用MATLAB 的M 语言编写。通过测试平台，对353 幅卡口汽车照片进行车牌识别，测试系统的性能。测试结果表明，本课题设计的车牌识别系统可有效地实现车牌识别，为今后的产品化奠定了很好的技术基础。

关键词：车牌识别，小波变换，Otsu 算法，模板匹配， MATLAB

ABSTRACT

In recent years, the development of intelligent transportation has become more and more important. As an important aspect in intelligent transportation, plate license recognition system has taken more and more attention. The plate license recognition system can be applied to public parking, highway speeding management system, crossing road, district vehicle management system, and so on. Although now there are already some exsiting plate lecense recognition systems, the research and development of arithmetic have never stopped, and there are still many scholars who are doing further research and improvement. 

Firstly, the paper gives a deep research on the status and technique of the plate license recognition system. On the basis of research, a solution of plate license recognition system is proposed, and the paper focused on the software part. The whole system concludes three modules. They are plate location, plate character segmentation, and plate character recognition. In the plate location module, the paper puts forward an arithmetic of plate edge recognition by wavelet decomposition, and an arithmetic of locating twice, which improve the accuracy in bad light condition, and are fit for plates with different grounding. An improved Otsu arithmetic is used in the process of binaryzating, which reduces the running time, and can achieve good effect for different kinds of plate.

Then, a test platform has been built with MATLAB, for the test of the system. Through the test of 353 monitoring car photographs, the results shows that the system can effectively meets the requirement, and lay a good foundation of technology for productization.

KEY WORDS: plate license recognition, wavelet transform, Otsu, template

matching, MATLAB

摘 要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 车牌识别系统现状

1.2.1 国内外车辆牌照识别技术现状

1.2.2 车牌识别技术的应用情况

1.2.3 车牌识别技术的发展趋势

1.3 本课题的设计内容

1.4 论文结构

2 系统总体设计

2.1 车牌识别系统总体设计

2.2 系统硬件设计

2.3 系统软件设计

2.4 本章小结

3 车牌定位

3.1 车辆图像预处理

3.1.1 图像灰度化

3.1.2 灰度拉伸

3.1.3 图像平滑

3.2 图像的边缘检测

3.3 车牌初步定位

3.3.1 结构元素的选取

3.3.2 提取候选区域

3.4 车牌精确定位

3.4.1 车牌水平方向的定位算法

3.4.2 车牌垂直方向的定位算法

3.5 本章小结

4 车牌字符切分

4.1 车牌字符切分综述

4.2 车牌二值化

4.2.1 图像二值化的基本原理

4.2.2 Otsu 算法

4.3 倾斜校正

4.3.1 倾斜角度的计算

4.3.2 坐标变换校正图像

4.4 字符切分

4.5 本章小结

5 车牌字符识别

5.1 车牌字符识别综述

5.2 模板匹配字符识别

5.2.1 模板匹配字符识别

5.2.2 创建匹配模板

5.2.3 提取车牌特征

5.2.4 模板匹配

5.2.5 模板匹配字符识别法小结

5.3 本章小结

6 系统测试及分析

6.1 测试平台搭建

6.2 测试平台介绍

6.3 测试结果分析

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

附录

致谢

1 绪论

1.1 研究背景

1990 年，美国智能交通学会CITS America 提出了智能交通系统（ITS）的概念。目前，智能交通系统已经在世界上经济发达国家的一些城市及高速公路系统中得到了广泛应用。我国在该领域的研究起步较晚，但随着全球范围智能交通技术研究的兴起及奥运会的成功举办，智能交通在我国也逐渐进入了应用阶段，相应的，我国也加快了对智能交通技术研究的步伐，智能交通技术的研究现已进入快速发展期。

车牌识别系统作为数字摄像、计算机信息管理、图像分割和图形识别技术在智能交通领域的应用，是智能交通管理系统中重要的组成部分。车牌识别技术可应用于道路交通监控、交通事故现场勘察、交通违章自动记录、高速公路超速管理系统、小区智能化管理等方面[1]，为智能交通管理提供了高效、实用的手段。

目前世界各国都在进行适用于本国汽车牌照的自动识别研究，美、日、韩等国已有相关系统（基于传感器）问世。引进这些系统费用比较高、而且由于各国车牌和实际的交通环境不同，引进的系统往往无法满足我国城市的需求，而国内市场上虽然已有产品投入使用，但是在后续处理时很大程度上仍然需要人工识别，所以对车牌识别技术的研究依然是目前高科技领域的热门课题之一。车牌识别系统的成功设计、开发和应用具有相当大的社会效益、经济效益和学术意义。

基于图像处理的车牌识别系统一般包括以下五个部分：

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