專利名稱：車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車牌字符識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置。
背景技術(shù)：
目前移動(dòng)設(shè)備選用的紅綠藍(lán)(RGB)模式屏是一種實(shí)時(shí)性要求非常高的元器件，因此對RGB通道進(jìn)行實(shí)時(shí)縮放處理具有廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)在視頻圖像縮放裝置實(shí)現(xiàn)的是兩種視頻格式之間的尺寸變換例如NTSC到PAL，PAL到HDTV的尺寸變換，對輸入視頻圖像的任意局部區(qū)域進(jìn)行縮放的裝置相對較少。對于前者由于裝置處理的不是局部圖像，而在車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的歸一化操作中需要對分割后的局部視頻圖像即車牌字符圖像進(jìn)行縮放操作為后續(xù)識別階段提供大小一致的車牌字符圖像，因此針對局部圖像的實(shí)時(shí)縮放裝置也是必要的。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)在車牌圖像字符分割，人臉識別等數(shù)字圖像處理中水平和垂直方向獨(dú)立的任意比例縮放操作尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，針對RGB數(shù)字視頻格式進(jìn)行實(shí)時(shí)縮放處理，使用一片外掛存儲器緩存縮放數(shù)據(jù)降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本。其包括:圖像截取模塊，截取車牌字符圖像所在的區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；水平數(shù)據(jù)緩存模塊，緩存需要進(jìn)行水平縮放的車牌字符圖像數(shù)據(jù)；水平插值模塊，計(jì)算目標(biāo)圖像水平方向各點(diǎn)的像素值；垂直數(shù)據(jù)緩存模塊，緩存需要進(jìn)行垂直縮放的車牌字符圖像數(shù)據(jù)；垂直插值模塊，計(jì)算目標(biāo)圖像垂直方向各點(diǎn)的像素值；外掛存儲器控制模塊，控制外掛存儲器的數(shù)據(jù)讀寫；縮放選擇模塊，選擇進(jìn)行縮小處理或放大處理。根據(jù)本發(fā)明的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其中，所述圖像截取模塊通過對像素時(shí)鐘信號和行同步信號計(jì)數(shù)找到需要進(jìn)行縮放的車牌字符圖像的水平坐標(biāo)范圍和垂直坐標(biāo)范圍。根據(jù)本發(fā)明的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其中，所述水平數(shù)據(jù)緩存模塊包含兩個(gè)由多個(gè)寄存器構(gòu)成的存儲器，寄存器的個(gè)數(shù)由顯示屏水平分辨率確定。根據(jù)本發(fā)明的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其中，所述兩個(gè)存儲器交替讀寫連續(xù)兩行的視頻數(shù)據(jù)流，達(dá)到視頻數(shù)據(jù)流的無縫緩存。根據(jù)本發(fā)明的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其中，所述水平插值模塊和垂直插值模塊采用具有流水線特性的運(yùn)算邏輯。根據(jù)本發(fā)明的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其中，所述垂直數(shù)據(jù)緩存模塊在縮放控制信號控制下，用于緩存外掛存儲器輸出的有效數(shù)據(jù)或者水平插值輸出的有效數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其特征在于，所述縮放選擇模塊通過判斷目標(biāo)圖像和截取的字符圖像的大小來輸出縮放控制信號，當(dāng)截取的字符圖像水平分辨率和垂直分辨率均小于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘0’進(jìn)行放大處理；當(dāng)截取的字符圖像水平分辨率和垂直分辨率均大于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘I’進(jìn)行縮小處理；當(dāng)截取的字符圖像水平分辨率大于目標(biāo)圖像，垂直分辨率小于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘2’原始字符圖像水平方向進(jìn)行縮小處理垂直方向進(jìn)行放大處理；當(dāng)截取的字符圖像水平分辨率小于目標(biāo)圖像，垂直分辨率大于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘3’原始字符圖像水平方向進(jìn)行放大處理垂直方向進(jìn)行縮小處理。


圖1車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置結(jié)構(gòu)框2垂直數(shù)據(jù)緩存模塊結(jié)構(gòu)框3水平垂直插值模塊結(jié)構(gòu)框圖
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。附圖1所示為車牌字符識實(shí)時(shí)別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置框圖。該內(nèi)核裝置包括圖像截取模塊、水平數(shù)據(jù)緩存模塊、水平插值模塊、垂直數(shù)據(jù)緩存模塊、垂直插值模塊、外掛存儲器控制模塊、縮放選擇模塊。所述圖像截取模塊通過對像素時(shí)鐘信號和行同步信號計(jì)數(shù)找到需要進(jìn)行縮放區(qū)域的水平坐標(biāo)范圍(a，b)和垂直坐標(biāo)范圍(c，d)。所述水平數(shù)據(jù)緩存模塊包含兩個(gè)由m個(gè)寄存器構(gòu)成的存儲器，m由顯示屏水平分
辨率確定。所述水平插值模塊和垂直插值模塊采用具有流水線特性的運(yùn)算邏輯。水平插值和垂直插值公式含有一個(gè)加法、一個(gè)乘法和一個(gè)減法運(yùn)算，3個(gè)時(shí)鐘周期即可完成一次插值運(yùn)算。
所述垂直數(shù)據(jù)緩存模塊在縮放控制信號控制下緩存外掛存儲器輸出的有效數(shù)據(jù)或者水平插值輸出的有效數(shù)據(jù)。所述外掛存儲器控制模塊在縮放控制信號控制下緩存垂直插值輸出的有效數(shù)據(jù)或者水平插值輸出的有效數(shù)據(jù)。所述縮放選擇模塊通過判斷目標(biāo)圖像和截取的車牌字符圖像的大小來輸出縮放控制信號，當(dāng)截取的車牌字符圖像水平分辨率和垂直分辨率均小于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘0’進(jìn)行放大處理；當(dāng)截取的車牌字符圖像水平分辨率和垂直分辨率均大于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘I’進(jìn)行縮小處理；當(dāng)截取的車牌字符圖像水平分辨率大于目標(biāo)圖像，垂直分辨率小于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘2’原始車牌字符圖像水平方向進(jìn)行縮小處理垂直方向進(jìn)行放大處理；當(dāng)截取的車牌字符圖像水平分辨率小于目標(biāo)圖像，垂直分辨率大于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘3’原始車牌字符圖像水平方向進(jìn)行放大處理垂直方向進(jìn)行縮小處理。附圖2所示為垂直數(shù)據(jù)緩存模塊結(jié)構(gòu)框圖。該模塊包括一個(gè)控制模塊和兩個(gè)行緩存器1，2。所述兩個(gè)行緩存器1，2用來緩存垂直方向需要進(jìn)行插值運(yùn)算的連續(xù)兩行數(shù)據(jù)，緩存器大小由顯示屏水平分辨率確定?？刂颇K通過判斷目標(biāo)圖像坐標(biāo)映射到原始圖像的行坐標(biāo)值來產(chǎn)生讀寫信號控制行緩存器1，2的讀寫，其中讀信號I控制存儲器I輸出數(shù)據(jù)到存儲器2，讀信號2控制存儲器I輸出數(shù)據(jù)到垂直插值模塊。這個(gè)坐標(biāo)值代表了需要插值的連續(xù)兩行數(shù)據(jù)，我們將坐標(biāo)值存儲在一個(gè)由r個(gè)寄存器構(gòu)成的存儲器中，r是坐標(biāo)值的個(gè)數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)縮小操作時(shí)，如果這個(gè)坐標(biāo)值不等于0，控制存儲器I輸出數(shù)據(jù)的信號讀信號2和存儲器2的讀控制信號置‘I’，同時(shí)輸出連續(xù)兩行有效數(shù)據(jù)到垂直插值計(jì)算模塊；當(dāng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)放大操作時(shí)，如果第m+1個(gè)寄存器的值不小于第m個(gè)寄存器的值，m范圍為(l，r)，控制存儲器I輸出數(shù)據(jù)到存儲器2的信號和存儲器2的寫信號為‘I’，讀信號2和存儲器2的讀信號同為行有效信號。所述兩個(gè)行緩存器I和2在讀信號為‘I’時(shí)，能在I個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)輸出垂直插值所需的連續(xù)兩行數(shù)據(jù)中的兩個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)，保證兩個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)和垂直插值系數(shù)能同步輸入給垂直插值計(jì)算模塊。附圖3所示為插值模塊結(jié)構(gòu)框圖。該模塊包括一個(gè)減法器、一個(gè)乘法器和一個(gè)加法器。所述減法器、乘法器和加法器級聯(lián)構(gòu)成流水線的運(yùn)算邏輯，同時(shí)，當(dāng)乘法器的輸出數(shù)據(jù)m.(P2-P1)與Pl在某個(gè)時(shí)鐘不能同步達(dá)到下一個(gè)運(yùn)算器時(shí)，在數(shù)據(jù)線上插入2個(gè)延時(shí)單元，使它們能達(dá)到同步，而且適當(dāng)增加乘法器和加法器的流水線延時(shí)，有利于增加整個(gè)插值運(yùn)算模塊支持的最大運(yùn)行頻率，提高整體性能。
權(quán)利要求
1.車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，用于對車牌字符圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)幾何歸一化操作，其特征包括以下步驟: 步驟1:對經(jīng)過車牌字符分割后的圖像進(jìn)行車牌字符圖像截取； 步驟2:對截取的車牌字符圖像進(jìn)行水平方向的縮放處理； 步驟3:對完成水平縮放的車牌字符圖像進(jìn)行垂直方向的縮放處理； 步驟4:將縮放完成后的車牌字符圖像數(shù)據(jù)輸入車牌字符識別模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其特征在于，該幾何歸一化內(nèi)核裝置包括:圖像截取模塊，截取車牌字符圖像所在的區(qū)域圖像數(shù)據(jù)；水平數(shù)據(jù)緩存模塊，緩存需要進(jìn)行水平縮放的車牌字符圖像數(shù)據(jù)；水平插值模塊，計(jì)算目標(biāo)圖像水平方向各點(diǎn)的像素值；垂直數(shù)據(jù)緩存模塊，緩存需要進(jìn)行垂直縮放的車牌字符圖像數(shù)據(jù)；垂直插值模塊，計(jì)算目標(biāo)圖像垂直方向各點(diǎn)的像素值；外掛存儲器控制模塊，控制外掛存儲器的數(shù)據(jù)讀寫；縮放選擇模塊，選擇進(jìn)行縮小處理或放大處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其特征在于，所述水平數(shù)據(jù)緩存模塊包含兩個(gè)由多個(gè)寄存器構(gòu)成的存儲器，寄存器的個(gè)數(shù)由截取的車牌字符圖像水平分辨率確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其特征在于，所述兩個(gè)存儲器交替讀寫連續(xù)兩行的視頻數(shù)據(jù)流，達(dá)到視頻數(shù)據(jù)流的無縫緩存。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其特征在于，所述水平插值模塊和垂直插值模塊采用具有流水線特性的運(yùn)算邏輯。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其特征在于，所述垂直數(shù)據(jù)緩存模塊在縮放控制信號控制下緩存外掛存儲器輸出的有效數(shù)據(jù)或者水平插值輸出的有效數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其特征在于，所述外掛存儲器控制模塊在縮放控制信號控制下緩存垂直插值輸出的有效數(shù)據(jù)或者水平插值輸出的有效數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其特征在于，所述縮放選擇模塊通過判斷目標(biāo)圖像和截取的字符圖像的大小來輸出縮放控制信號，當(dāng)截取的字符圖像水平分辨率和垂直分辨率均小于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘0’進(jìn)行放大處理；當(dāng)截取的字符圖像水平分辨率和垂直分辨率均大于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘I’進(jìn)行縮小處理；當(dāng)截取的字符圖像水平分辨率大于目標(biāo)圖像，垂直分辨率小于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘2’原始字符圖像水平方向進(jìn)行縮小處理垂直方向進(jìn)行放大處理；當(dāng)截取的字符圖像水平分辨率小于目標(biāo)圖像，垂直分辨率大于目標(biāo)圖像時(shí)縮放控制信號賦‘3’原始字符圖像水平方向進(jìn)行放大處理垂直方向進(jìn)行縮小處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其特征在于，可以對高清和標(biāo)清的視頻圖像格式兼容處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一個(gè)車牌字符實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的幾何歸一化內(nèi)核裝置，其包括車牌字符圖像截取模塊，截取車牌字符圖像需進(jìn)行幾何歸一化區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)；水平數(shù)據(jù)緩存模塊，緩存需進(jìn)行水平縮放的車牌字符圖像數(shù)據(jù)；水平插值模塊，計(jì)算目標(biāo)圖像水平方向各點(diǎn)的像素值；垂直數(shù)據(jù)緩存模塊，緩存需進(jìn)行垂直縮放的車牌字符圖像數(shù)據(jù)；垂直插值模塊，計(jì)算目標(biāo)圖像垂直方向各點(diǎn)的像素值；外掛存儲器控制模塊，控制外掛存儲器的數(shù)據(jù)讀寫；縮放選擇模塊，選擇進(jìn)行縮小處理或放大處理。本發(fā)明使用一片外掛存儲器進(jìn)行縮放數(shù)據(jù)的緩存；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了任意分辨率車牌字符圖像的幾何歸一化，車牌字符圖像在水平和垂直方向可以獨(dú)立縮放處理。
文檔編號G06K9/00GK103106395SQ201210596349
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者孫俊喜, 顧播宇, 譚亮, 劉廣文, 程帥 申請人:長春理工大學(xué)