一种基于互信息与特征提取的车牌识别方法_3

文档序号:9751254阅读:来源:国知局
响时,又容易产生偏移,另外根据字符的特征,不同的字符有不同部分缺失,如: 沪,左边的偏旁容易被去除,粵字上面的一点容易被去除,因此,根据这些特点,对不同的字 符制作不同的模板,其模板归一化大小为32*16的二值图像,背景为0,前景为1,从左往右 分别表示正常字符模板、左上下三方向部分缺失、上面缺失+左偏移、左上下偏移。如果不 是警用车牌,则选择军用车牌的10个单模板字母库,采用互信息单模板匹配与易混字特征 提取,本实施例中,所述的军用车牌的10个单模板字母库分别为北、济、南、沈、广、成、兰、 军、海、空,其简称字母为:B、J、N、S、G、C、L、V、Η、K。
[0063] 进一步,步骤S1中所述的多模板互信息匹配指每个字符对应多个不同的模板,可 根据字符的不同特征与分割方法进行不同模板的制作。如果要识别一个待识别字符,其主 要步骤如下:
[0064] a.首先计算待识别字符与字符库中每个模板的互信息,并求得最大互信息。
[0065] b.互信息是模板匹配算法中一种有效的算法,其取相似性最大者为所属图像所属 类别,即计算待识别字符与模板字符的最大互信息者为所属类别。
[0066] 互信息计算公式为:I(A,B) = H(A)+H⑶-H(AB)。 其中,Η =对于输入的二值图像I (X,y),其熵可得,Η⑷ =-^(0)1〇8必(0)+口^1)1〇8必(1))。同理,模板库中第;[个模板的熵为:以;0=-匕(0) log2Pl (0)+Pl (1) log2Pl⑴)。则可得待识别字符与第i个模板互信息为:H(A,i) = _(ρΑι1 (0) log2pA,i (0) +pA,i (1) log2pA,i (1))。其中,pA, i (0)表示待识别字符与模板字符像素点都为0的 概率。
[0067] c.那么,将待识别字符判为互信息最大的模板所属的那一类。
[0068] 进一步,步骤S1中所述的单模板互信息与易混字特征提取方法的主要步骤包括: [0069] 1)对待识别字符进行单模板互信息识别,其方法同多模板互信息一样,只是每个 字符只对应一个模板。
[0070] 2)如果经过单模板互信息匹配判别的字符属于易混字符(例如C与G或者N与 G),则进行易混字符特征提取判别,并输出判别结果;如果不属于易混字符,则输出单模板 互信息的判别结果。
[0071] 进一步,易混字符的特征提取判别方法实现步骤如下(以下所述的易混字符特诊 提取判别方案同此处所述方案):首先,根据单模板互信息匹配判别的结果,进行不同的特 征提取,然后将其特征与模板库对应的特征求欧氏距离,将其判为欧氏距离最小的那一类。
[0072] 本实施例中,易混字符的特征提取判别实现步骤具体如下:如果在上述步骤中进 行互信息的判别结果为C或者G,则进行待识别字符的右侧面轮廓深度与中间部分白像素 和,并分别求其与C模板以及G模板相同特征的欧式距离,将待识别字符判为属于最小欧氏 距离的那一类。利用同样的方法判别N与H,提取特征为最大上轮廓深度以及轮廓的宽度 比。
[0073] 本实施例中所述的中间部分白像素和指的是像素统计特征,像素统计特征主要指 在一定区域范围内统计满足某一条件的像素和。在本发明中,主要用到的统计特征有:①中 间部分的白像素和(基于32*16大小的字符模板,其区域范围为:左上坐标为(6, 10),右下 坐标为(10, 20));②右下角部分的白像素和(基于32*16大小的字符模板,其区域范围为: 左上坐标为(10, 16),右下坐标为(16, 32));③下半部分白像素和(基于32*16大小的字符 模板,其区域范围为:左上坐标为(1,16),右下坐标为(16, 32))。
[0074] 本实施例中所述的右侧面轮廓深度指的是侧面轮廓深度特征提取,侧面轮廓深度 指字符某一侧面离边界的深度和,令在第i行,从右边界向左边界扫描,当遇到第一个像素 不为零时,计算右边界到此像素点之间的为零数量。通过提取字符4个侧面的轮廓深度累 加和,可获得4个特征向量,即左侧面轮廓深度、右侧面轮廓深度、上侧面轮廓深度、下侧面 轮廓深度。比如,字符" S"与"8 "的左轮廓深度与右轮廓深度明显不同。
[0075] 本实施例中所述的最大上轮廓深度指从中间列向右边扫描,计算每一列为零像素 深度(即计算每一列从第一行开始连续为零像素点的个数),获得最大的轮廓深度为其特 征。
[0076] 本实施例中所述的轮廓的宽度比指从每一行的左边开始扫描,计算每行的第一次 由1变为〇到第一次由〇变1中间为〇的个数,并计算其最大与最小的个数比即为轮廓宽 t匕。
[0077] 步骤S2 :第二个字符识别。第二个字符都为26个字母,因此选择26个字母的单 模板库,采用互信息单模板匹配与易混字特征提取方法。
[0078] 所述的易混字符与其特征提取方法包含如下:
[0079] ①与"E" "F"易混字有:"B",其采用的特征方法为:下半部分像素统计特征与右 轮廓深度。
[0080] ②与"B"易混字有:"D",其采用的特征方法为:中间像素统计。
[0081] ③与"D"易混字有:"0" :其可根据左直线像素统计特征与左上左下的零像素统 计进行识别。
[0082] ④与"G"易混字有:"Q、S、B",首先根据左直线像素统计特征与左上左下的零像素 统计区分出"B",然后根据右下角、中间像素统计特征与左右轮廓深度特征区分"S、Q、G"。
[0083] ⑤与"Q"易混字有:"0、D",首先采用左直线像素统计特征与左上左下的零像素统 计区分出"D",然后根据右下角像素统计以及内轮廓深度区分出"0、Q"。
[0084] ⑥与"C"易混字有:"0、G",直接采用右轮廓深度即可区分。
[0085] ⑦与"P"易混字有:"R",采用下半部分像素统计特征以及右轮廓深度特征。
[0086] ⑧与"0"易混字有:"G、D、Q",首先根据左直线像素统计特征与左上左下的零像素 统计区分出"D",然后根据右下角像素统计特征、内轮廓深度与右轮廓深度的特征融合区分 "0、Q、G,, 。
[0087] ⑨与"U"易混字有:"0、D",首先根据左直线像素统计特征与左上左下的零像素统 计区分出"D",然后根据上轮廓深度的特征"0、U"。
[0088] 本实施例中所述的左直线像素统计特征指的是基于模板32*16,统计从左往右每 列像素为1的个数大于某一阈值的行数,其与左上左下的零像素统计的相结合的具体应用 实例详见步骤S3的B与8、D与0的易混字特征提取方法。
[0089] 本实施例中所述的内轮廓深度方法与侧面轮廓深度类似,即指字符某一内部边界 的深度和,令在第i行,从左边界向左边界扫描,当遇到第一次像素点由1变为〇时起到由 〇变为1时结束,计算他们之间的为零像素个数,并根据需求,可以规定区域范围,求取他们 的累加和即为内轮廓深度。同样,根据四个不同方向,可得左右上下四个内轮廓特征,在本 发明中之应用到了上下两个内轮廓深度。另外,求〇与Q的内轮廓深度,由下往上扫描,从 第一次满足内轮廓深度的那行开始,往上扩展5行的区域进行内轮廓深度求和。其他字符 的内轮廓特征提取的范围都为固定值,比如上下两个方向,一般取上10行或者下10行进行 内轮廓深度统计。
[0090] 步骤S3 :第三个字符与第四个字符识别。根据我国车牌特征,第三个字符与第四 个字符都为字母与数字。因此选用24个字母与10个数字的单模板库,进行互信息单模板 匹配与易混字特征提取。
[0091] 所述的24个字母(除I与0)与10个字母的易混字符与特征提取(步骤S2中所 述的字母易混字符以外)如下:
[0092] ①"Z"易混字有:"2"或者与"2"易混字有"Z",其采用的特征为:取上内轮廓深 度,如果内轮廓深度大于预定的阈值(一般取值为7),则判为2,否则为Z。
[0093] ②与"S"易混字有:"5"或者与"5"易混字有"S",其采用的特征为:取上内轮廓 深度,如果内轮廓深度大于预定的阈值(一般取值为15),则判为S,否则为5。
[0094] ③与"T"易混字有:"7"或者与"7"易混字有:"T",提取特征为:上半部分的左 轮廓深度与右轮廓深
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