專利名稱：武警汽車號牌圖像的字符識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種武警汽車號牌圖像的車牌變形字符的識別方法，尤其是一 種基于字符重構(gòu)的武警汽車號牌圖像的字符識別方法。
技術(shù)背景2007年5月，武警部隊正式更換"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; 小車號牌與大車輛號牌進行完全區(qū)分；警種標(biāo)志由漢字改為拼音字母(WJ);小車號牌上的轄區(qū)編碼放置在武警圖案之下；為增加號牌容量，黃金、森林、水 電、交通部隊和邊防、消防、警衛(wèi)部隊各支隊(邊防檢査站、地市警衛(wèi)處)車 屬單位代號由26個英文字母組成，序列采取車屬單位代號加序號的起止編排。 如圖1所示，武警汽車號牌中的警種標(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"實際圖像尺 寸特別小，難以在車牌圖像上將轄區(qū)編碼"01"進一步切割。因此，識別武警汽車 號牌圖像上的警種標(biāo)志和小車號牌轄區(qū)編碼就成為武警汽車號牌圖像自動識別 的技術(shù)難點之一。 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，提供一種可以對武警車牌警 種標(biāo)志及其號牌轄區(qū)編碼的快速識別，可用于對道路上行駛的武警汽車號牌信 息準(zhǔn)確提取的武警汽車號牌圖像的字符識別方法。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，武警汽車號牌圖像的字符識別方法包括如下步驟(1) 將武警汽車號牌24位彩色圖像轉(zhuǎn)化為8位色彩的灰度圖；(2) 對所述灰度圖進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)字和字母均單獨作為一個字符；字符二值化圖是先統(tǒng)計字符切分灰度圖中 灰度值0 255出現(xiàn)的數(shù)量，基于灰度直方圖理論來計算灰度圖的閾值，當(dāng)像素 點的灰度值超過或等于閾值時，將該灰度值歸為'T'，否則為"O",對每個像素點 重復(fù)上述操作，從而得到字符二值化圖。(3) 對字符二值化圖進行左右方向、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行比對，從而識別出圖像中 的武警汽車號牌字符信息。所述三維投影和比對的方法包括如下步驟 (1)對單個字符二值化圖按照40x40點陣標(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個元素的一維數(shù)組；(4) 累加數(shù)組X (40)和Y (40)對應(yīng)位置的數(shù)值，與標(biāo)準(zhǔn)字庫中設(shè)置的 數(shù)值進行比對，如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識別，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 個區(qū)域，然后分別計算每個區(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)值進行比對，如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識別， 轉(zhuǎn)步驟7;否則本次字符圖像識別失?。?6) 統(tǒng)計字符二值化圖識別失敗次數(shù)，如果字符二值化圖失敗次數(shù)超過設(shè) 定值，則結(jié)束本次圖像識別；(7) 獲取標(biāo)準(zhǔn)字庫中對應(yīng)的字符信息；如果沒有字符二值化圖待識別，則 結(jié)束本次圖像識別，否則繼續(xù)下一個字符二值化圖。本發(fā)明的優(yōu)點是由于對武警汽車號牌圖像上警種標(biāo)志和轄區(qū)編碼內(nèi)部不 進行字符切割，因此本發(fā)明不受警種標(biāo)志中字符粘連影響，又能兼顧識別武警 小車車牌上的轄區(qū)編碼，故為快速、準(zhǔn)確識別武警汽車號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別的速度和精度。


圖1是本發(fā)明的武警汽車號牌圖像的灰度圖。圖2是武警汽車號牌圖像的字符切分灰度圖和字符二值化圖的對照圖。 圖3是武警汽車號牌字符二值化圖和對應(yīng)的字符識別結(jié)果圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖l所示，為武警汽車號牌8位灰度圖。武警汽車號牌圖像上的警種標(biāo) 志"W"和"J"粘連在一起，武警小車車牌圖像上的轄區(qū)編碼實際圖像尺寸特別小， 難以準(zhǔn)確識別。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模糊不清的轄區(qū)編碼重構(gòu)成一個字 符，即轄區(qū)編碼00~34重構(gòu)成新字符"00"~"34"，然后依據(jù)字符圖像識別算法來 準(zhǔn)確識別武警汽車號牌中的警種標(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)三個色值中的一個數(shù) 值，按照像素點次序重新形成了新的號牌圖像數(shù)據(jù)，即形成8位色彩的灰度圖。如圖2所示，上方為武警汽車號牌圖像的字符切分灰度圖，下方為武警汽 車號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)字和字母均單獨作為一個字符；字符二值化圖是先 統(tǒng)計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算 灰度圖的閾值，當(dāng)像素點的灰度值超過或等于閾值時，將該灰度值歸為"l"，否則為"o"，對每個像素點重復(fù)上述操作，從而得到字符二值化圖。其中，直方圖是灰度級的函數(shù)，表示圖像中具有每種灰度級的像素的個數(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，下方為字符識別結(jié)果圖。按照對武警 汽車號牌圖像的字符二值化圖進行左右(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行快 速比對，從而識別出武警汽車號牌字符信息，具體操作步驟為1、 對獲取的字符二值化圖按照40x40點陣標(biāo)準(zhǔn)化，即把大小不一的字符二 值化圖統(tǒng)一為40x40點陣的標(biāo)準(zhǔn)字符圖像，以便于與字庫中字符特征作比對。2、 將標(biāo)準(zhǔn)化后的字符二值化圖按照左右(水平)方向進行投影，計算每列 的灰度值為'T'的像素數(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)方向進行投影，計算每行 的灰度值為"l"的像素數(shù)量，并填入數(shù)組Y (40)中。4、 把數(shù)組X (40)和Y (40)對應(yīng)位置的數(shù)值相加，與標(biāo)準(zhǔn)字庫中設(shè)置的 數(shù)值進行快速比對。如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識別，轉(zhuǎn)步驟7。所述 匹配準(zhǔn)確意為匹配率達到98%以上，具體匹配率可根據(jù)識別效果進行設(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 區(qū)域，然后分別計算16個區(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)值進行快速比對。如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像 識別，轉(zhuǎn)步驟(7);否則本次字符圖像識別失敗。所述數(shù)組X (40)和Y (40)均表示有40個元素的一維數(shù)組。數(shù)組Z (16) 表示有16個元素的一維數(shù)組。對于步驟5，如果劃分4x4個區(qū)域未識別出字符，還可以劃分8x8個區(qū)域再 進行識別。6、 統(tǒng)計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)束本次號牌圖像識別。7、 獲取標(biāo)準(zhǔn)字庫中對應(yīng)的字符信息，如果沒有字符二值化圖待識別，則結(jié) 束本次號牌圖像識別，否則繼續(xù)下一個字符二值化圖識別。本發(fā)明解決了武警汽車號牌圖像上的警種標(biāo)志和小車號牌轄區(qū)編碼識別難 題，為準(zhǔn)確有效提取武警汽車注冊信息提供了基礎(chǔ)，為緝查非法武警汽車號牌 提供技術(shù)支持。
權(quán)利要求
1、武警汽車號牌圖像的字符識別方法，其特征是所述方法包括如下步驟(1)將武警汽車號牌24位彩色圖像轉(zhuǎn)化為8位色彩的灰度圖；(2)對所述灰度圖進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)字和字母均單獨作為一個字符；字符二值化圖是先統(tǒng)計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算灰度圖的閾值，當(dāng)像素點的灰度值超過或等于閾值時，將該灰度值歸為“1”，否則為“0”，對每個像素點重復(fù)上述操作，從而得到字符二值化圖；(3)對字符二值化圖進行左右方向、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行比對，從而識別出圖像中的武警汽車號牌字符信息。
2、 如權(quán)利要求1所述的武警汽車號牌圖像的字符識別方法，其特征是，所 述三維投影和比對的方法包括如下步驟(1) 對單個字符二值化圖按照40x40點陣標(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個元素的一維數(shù)組；(4) 累加數(shù)組X (40)和Y (40)對應(yīng)位置的數(shù)值，與標(biāo)準(zhǔn)字庫中設(shè)置的 數(shù)值進行比對，如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識別，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 個區(qū)域，然后分別計算每個區(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)值進行比對，如果匹配準(zhǔn)確，則完成本次字符圖像識別， 轉(zhuǎn)步驟7;否則本次字符圖像識別失??；(6) 統(tǒng)計字符二值化圖識別失敗次數(shù)，如果字符二值化圖失敗次數(shù)超過設(shè) 定值，則結(jié)束本次圖像識別；(7) 獲取標(biāo)準(zhǔn)字庫中對應(yīng)的字符信息；如果沒有字符二值化圖待識別，則 結(jié)束本次圖像識別，否則繼續(xù)下一個字符二值化圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種武警汽車號牌圖像的字符識別方法，該方法先將武警汽車號牌彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，再進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行三維投影，由此計算形成字符特征值，與標(biāo)準(zhǔn)字庫中的字符特征值進行快速匹配，從而準(zhǔn)確識別出模糊不清的字符。本發(fā)明的優(yōu)點是對武警汽車號牌圖像上警種標(biāo)志和轄區(qū)編碼內(nèi)部不進行字符切割，因此不受警種標(biāo)志中字符粘連影響，又能兼顧識別武警小車車牌上的轄區(qū)編碼，提高了武警車牌字符識別的速度和精度。
文檔編號G06K9/00GK101567042SQ20091002703
公開日2009年10月28日 申請日期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 申請人:公安部交通管理科學(xué)研究所