基于嵌入式的車牌識別系統設計

趙凌雪++陳克然++劉存真

摘 要現今，隨著汽車業和交通業的發展，汽車的數量每天都在以指數倍數遞增，所以對于汽車的管理和控制越來越重要。隨著科技的發展，人們研究出了一項基于嵌入式的車牌識別的系統，該系統能夠對汽車的車牌進行識別，系統的實現能夠加強人們對于汽車的管理。本文通過對車牌識別系統現狀的分析，提出了一種基于嵌入式的車牌識別系統的設計方法，其中包括車牌底色檢測算法、字符分割法和字符識別算法。最后對嵌入式的車牌識別系統的硬件功能進行了劃分和闡述。

【關鍵詞】嵌入式 車牌識別系統 圖像處理 字符識別

1 引言

隨著經濟的發展和城市化速度的加快，汽車的數量每天都在以指數倍數遞增，同時交通事故也在與日遞增。智能交通系統是解決這一問題的關鍵措施之一，智能交通系統涵蓋了交通信息服務、交通管理、公共交通、車輛控制、貨運管理、緊急救援等等一系列內容。其中車牌識別系統是智能交通系統中一項很重要的內容，對它的研究可以維護我國交通的順暢和安全，對于車輛的自動化管理具有很重大的意義。本文通過對車牌識別系統的闡述和分析，研究和實現了一種基于嵌入式的車牌識別系統。

2 車牌識別系統的現狀

由于車輛的劇增，車牌識別系統具有很大的實用價值并且具有很遠大的意義。從上個世紀八十年代開始，人們就對車牌識別系統進行和關注和研究，車牌識別系統最主要的內容就是利用圖像處理技術對車牌的圖像進行識別和分析，提取出車牌的信息。現今，人們已經利用不同的方法實現了車牌識別，并且取得了很大的成就，但是軟件實現的成本相對較高。本文將車牌識別和嵌入式系統結合在一起，能夠有效的節省設計的成本，提高系統的性能。

3 車牌識別系統的構成

3.1 車牌識別系統的圖像識別

一個完整的車牌識別系統必須包括五個部分，分別是獲取圖像、信息預處理、定位車牌、分割字符、字符識別。

在采集車牌信息時，必須采集到完整的車牌圖樣，我們可以使用手機、攝像頭、相機等等電子產品來收集車牌圖片。當有車輛經過時，系統采集車輛的車牌信息并將車牌信息傳輸到電腦端。

在采集到車牌的信息時，我們需要定位我們需要的那一部分車牌信息，對它進行分割和讀取。在這里，對車牌定位的精度要求是很高的，這也關乎我們后期對圖片的處理結果。

車牌包含的信息是多個字符，想要對車牌進行識別，首先我們需要將車牌的多個字符進行分割處理。

字符分割技術將車牌的多個字符分割為單一字符，我們利用識別技術對字符進行識別。主要的識別技術有神經網絡法和模塊匹配法等。目前最重要的是必須提高系統的識別率。

3.2 車牌的底色檢測

車牌顏色不是單一的，所以在識別的過程中我們還需要對車牌的顏色予以區分。通過我們對車輛車牌的研究發現，車牌的底色一般為藍色或者黃色，而車牌上字符的顏色一般為白色或者是黑色。我們根據RGB模型對車牌的顏色進行檢測，通過檢測區域的像素點與RGB模型的關系我們就可以區分出檢測區域的顏色。因為車牌底色和字符顏色所在區域的位置和比例是不一樣的，我們可以根據各個顏色面積和位置的不同區分出底色和字符的顏色。

3.3 車牌字符分割

車牌分割就是將一連串的字符分割成單獨的一個一個的字符。車牌字符的分割在車牌識別系統中占據了很重要的地位。

字符的邊框區域對字符識別存在很大的影響，所以在字符分割中需要將多余的區域分割出去。本文中采用了字符分割算法對車牌的字符進行分割。字符分割算法是通過對圖形的掃描確定進入到字符區域的第一個像素點的坐標和出去圖像區域的第一個像素點的坐標，以這兩點的坐標確定字符的大致位置以及字符的高度。

我們采取同樣的方法確定字符的左右坐標和寬度。在確定了字符的高度和寬度之后，對字符進行分割。

3.4 車牌字符識別

我國的車牌字符是由24個英文字母、10個阿拉伯數字和各地的省會簡稱組成的。同時每一類的字符在車牌上都對應著不同的位置。所以我們將字符分為漢字、字母和數字三類進行區分。字符識別的方法有很多，本文采用的識別方法是神經網絡，通過構造一個三層的神經網絡對分割的字符進行識別。字符識別中對特征值的選取是非常重要的，特征值選取的好壞直接關系到識別的準確度。

4 車牌識別系統的硬件結構

車牌識別系統的主要工作流程就是對獲取車牌圖像，通過嵌入式系統對車牌圖像進行預處理、對圖像進行分割和識別。為了完成整個系統流程，系統硬件結構包括以下模塊，攝像頭、CPU、RAM、LCD顯示屏、各種網絡接口等等。其中攝像頭是用來捕捉圖像的，CPU是用來處理圖像信息的，RAM是用來存儲信息的，LCD顯示屏是用來顯示我們捕捉到的車牌圖片信息的，各種網絡接口是用來實現程序下載、在線監控等功能的。

5 總結

本文通過對車牌識別系統現狀的分析，發現現今車牌識別系統雖然發展較為成熟但是成本較為昂貴。所以本文在其基礎上提出了基于嵌入式的車牌識別系統，此系統能夠提高識別系統的識別性能和降低設計的成本。然后，文章從車牌識別系統的圖像識別、底色檢測、字符分割、字符識別四個方面論述了車牌識別系統的結構。最后，文章對車牌識別系統的硬件結構進行了介紹和分析。通過實驗表明，本文采用的基于嵌入式的車牌識別系統設計安全可靠，在提高字符識別正確率的同時還能提高字符識別的速度。這一方法的實現對車牌識別系統的研究具有很重大的意義。

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作者單位

河北工業大學控制學院 天津市 300401