基于HALCON汽車牌照的識(shí)別

徐雯斐， 薛慧慧， 王宜寧， 程玉玲

（1.山東科技大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院，山東 青島 266590；2.兗礦事業(yè)發(fā)展公司社區(qū)管理中心，山東 鄒城 273500）

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新的領(lǐng)域都在普遍應(yīng)用機(jī)器視覺，特別是最近幾年得到充分的發(fā)展。目前許多機(jī)器和生產(chǎn)線中必不可少的一部分就是機(jī)器視覺。機(jī)器視覺就是機(jī)器代替人眼來對(duì)物體測(cè)量和判斷，它的概念是使用器件進(jìn)行非接觸感知，自動(dòng)獲取和解釋一個(gè)真實(shí)場(chǎng)景的圖像，用來獲取信息和控制機(jī)器或過程。

車輛牌照識(shí)別是智能交通中的一個(gè)重要課題，對(duì)于車牌的識(shí)別，不管是采用什么樣的算法，我們常見的一般都是采用C，C++或者opencv等來實(shí)現(xiàn)，總結(jié)而言，車牌識(shí)別的過程歸結(jié)為這幾步：獲取車牌圖片-圖片預(yù)處理-圖像處理-顯示結(jié)果。Halcon是一個(gè)用來開發(fā)機(jī)器視覺應(yīng)用軟件的工具箱。它提供了一個(gè)良好的交互式編程環(huán)境，可以快速開發(fā)基于圖像視覺處理技術(shù)的應(yīng)用軟件。

文章所涉及的系統(tǒng)方法對(duì)于識(shí)別汽車車牌更加快捷，特別是HALCON這個(gè)軟件本身中的多個(gè)運(yùn)算子不僅語句簡單而且功能強(qiáng)大，即可以單獨(dú)使用也可以組合在一起發(fā)揮出更強(qiáng)大的新功能，可以使設(shè)計(jì)者從繁瑣的程序中解脫出來。

1 HARCON簡介

HALCON這一款機(jī)器視覺軟件是德國MVTEC公司出產(chǎn)的。HALCON是一套image processing library，由一千多個(gè)各自獨(dú)立的函數(shù)，以及底層的資料管理核心構(gòu)成。其中，包含了許多基本的幾何以及影像計(jì)算功能，比如各類鋁箔、色彩以及幾何、數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換、形態(tài)學(xué)計(jì)算分析、校正、分類辨認(rèn)等。

目前，HARCON作為一款完整的軟件包，它之所以是一款全能機(jī)器視覺軟件包是因?yàn)镠ARCON有目前為止最為強(qiáng)大的視覺算法開發(fā)包；它之所以是獨(dú)立于硬件的視覺軟件產(chǎn)品最受歡迎的是因?yàn)镠ARCON是以最新的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和圖像處理為基礎(chǔ)的。HARCON的廣泛應(yīng)用可以節(jié)約程序的開發(fā)時(shí)間，從而使人們有更多的精力和時(shí)間強(qiáng)化自己的產(chǎn)品和開發(fā)自己的產(chǎn)品。

2 Blob分析算法

Blob分析算法對(duì)于汽車牌照識(shí)別有重要的作用，特別是在車牌定位、字符分割等算法進(jìn)行研究。Blob整個(gè)分析算法過程就是對(duì)圖像二值化，進(jìn)而背景和前景得到分割，最后連通區(qū)域得到檢測(cè)。簡單地說，就是從“光滑”區(qū)域找尋“灰度突變”的區(qū)域，這就是Blob分析算法。

文章我們也多次用到Blob分析算法思想，首先就是對(duì)于初始彩色圖像的處理，對(duì)其進(jìn)行三通道的處理，對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，然后就是閾值限定，得到初步的車牌區(qū)域，除去不相干區(qū)域，最后實(shí)現(xiàn)車牌的定位。

3 編程以及結(jié)果

1）采集圖像。使用算子read_image從磁盤中加載圖像IMG_20150312_105149.jpg，程序?yàn)椋?/p>

read_image（Image，′C：/Users/Administrator/Desktop/IMG_2015 0312_105145.jpg′）

圖1 Selected Regions

2） 預(yù)處理圖像。對(duì)于圖像預(yù)處理，文章主要針對(duì)的是對(duì)彩色圖像進(jìn)行三通道的處理以及閾值限定，為后期處理做準(zhǔn)備，這里需要 decompose3，trans_from_rgb，threshold，connection，select_shape 5個(gè)運(yùn)算子來對(duì)其進(jìn)行處理，程序?yàn)椋?/p>

decompose3（Image，Red，Green，Blue）

trans_from_rgb （Red，Green，Blue，ImageResult1，ImageResult2，ImageResult3，′hsv′）

threshold（ImageResult3，Regions，190，255）

connection（Regions，ConnectedRegions）

select_shape （ConnectedRegions，SelectedRegions，［′area′，′width′，′column′］，′and′，［92，9.55，225.68］，［240，12.75，319.81］）

3）處理圖像。對(duì)于預(yù)處理的圖像進(jìn)行數(shù)字字母的識(shí)別，程序如下：

sort_region （SelectedRegions1，SortedRegions1，′upper_left′，′true′，′column′）

read_ocr_class_mlp（′Industrial_0-9A-Z.omc′，OCRHandle）

do_ocr_multi_class_mlp（SortedRegions1，ImageResult2，OCR Handle，Class，Confidence）

area_center（SortedRegions1，Area，Row，Column）

for i：=0 to 5 by 1

disp_message（3600，Class［i］，′window′，Row［i］，Column［i］，′black′，′true′）Endfor

圖2 變量窗口

圖3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖像

4）結(jié)論。通過實(shí)驗(yàn)，可知基于HALCON的Blob算法的可靠和可行性，從而實(shí)現(xiàn)了汽車牌照的識(shí)別過程。如圖3。

4 結(jié)語

文章只是對(duì)于汽車牌照進(jìn)行最簡單的編程，從而證實(shí)了Blob算法的應(yīng)用性，從而說明HALCON的優(yōu)勢(shì)：節(jié)約時(shí)間，簡單，方便。

由于一些條件的限制，對(duì)于汽車牌照的識(shí)別研究還是有好多后期的工作要進(jìn)行完成，需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)的一些條件進(jìn)行進(jìn)一步的完善：1）由于條件限制只能對(duì)單個(gè)汽車牌照進(jìn)行識(shí)別；2）文章只是簡單地對(duì)字母和數(shù)字進(jìn)行識(shí)別；3）文章最后圖像處理很粗糙，識(shí)別得不是很清楚。以上問題需要進(jìn)一步改正。

［1］ 尤里奇，威德曼.機(jī)器視覺算法及應(yīng)用［M］.楊少榮，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

［2］ 李寧，劉志峰，李富平，等.基于機(jī)器視覺技術(shù)的薄膜孔洞檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2008（2）：51-65.

［3］ 黎小琴.HALCON軟件在機(jī)器視覺課程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用［J］.科技資訊，2014（10）：35-38.

［4］ 馬千里，唐萬有，徐敏.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的印刷墨量在線檢測(cè)研究［J］.包裝工程，2011（10）：23-25.

［5］ 段史江，譚方利，余有龍，等，機(jī)器視覺技術(shù)在烤煙密集烘烤過程中的應(yīng)用［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（2）：23-25.