fpga在車牌字符識別方法的設計方案

1、FPGA在車牌字符識別方法的設計方案在車牌字符識別方法的設計方案本文所構建的車牌字符系統(tǒng)基于FPGA平臺，具有并行運算能力強、接口邏輯豐富等特性，為構建實時、便攜的車牌字符識別系統(tǒng)提供了一種有效、可行的解決方案。智能交通系統(tǒng)已成為當前交通管理發(fā)展的重要方向而車輛牌照識別是計算機視覺與模式識別在智能交通領域應用的重要研究課題之一有著廣泛的實際應用前景[1]。傳統(tǒng)的車輛牌照識別大多以PC平臺上的純軟件算法[2][3]或DSP處理器[4]為核

2、心來實現。由PC機構建的系統(tǒng)非小型化，在系統(tǒng)實時性的方面存在不足，主要用于前期算法的研究；而以通用的數字信號處理器(DSP)為核心的車牌識別系統(tǒng)外圍電路設計復雜開發(fā)調試困難，系統(tǒng)的可擴展性和升級性較差。1系統(tǒng)概述系統(tǒng)的整體設計流程如下圖11所示。本系統(tǒng)主要采用Altera公司的DE2開發(fā)板為實驗平臺，根據該系統(tǒng)實現的功能，將系統(tǒng)劃分為硬、軟件兩部分，硬件部分包括車牌采集[5][6]和AD轉換、車牌預處理等；軟件部分主要使用Cyclone

3、IIFPGA內嵌的NIOSII軟核，采用SOPCBuilder配置生成片上系統(tǒng)，并使用模板匹配算法對車牌進行識別，最后識別結果在LED上顯示。2車牌預處理2.1粗定位和灰度化車牌定位是整個系統(tǒng)的關鍵問題之一，它直接影響了后續(xù)的分割以及識別的準確率?？紤]到整個圖像車牌部分的字符顏色和車牌背景顏色差別很大，其灰度級別分布有一定規(guī)律和范圍，兼之車牌的寬度有一定的比例，因此可以將車牌從背景圖片中分離出來。我國現有的車輛主要有藍底白字牌照、黃底黑

4、字牌照等四種類型。鑒于車牌前景、背景色的顏色特征，可以通過對顏色通道的分析來大致的確定車牌所在的位置以完成車牌位置的粗定位。在確定參數的時候，除了要考慮主色的下限參數以外還要考慮另外二個通道的上限參數。經過反復的試驗對比后得出經驗參數值為：以藍底白字的車牌為例，在RGB三個通道中:R10’b0110110000G10’b0111010000B10’0110110000，由以上參數為掃描閾（1）定位牌照的上下邊界：若某一行的0→1（白到黑

5、）和1→0（黑到白）變化次數大于設定的閾值，則設其為待測車牌的最低點，繼續(xù)掃描直至0→1和1→0變化次數小于閾值，將該閾值設為待測車牌的最高點。若最高點與最低點之差大于15，則認為目標已檢測到，否則繼續(xù)進行掃描；如果未檢測到符合上述條件的目標，則自動門限值重復以上的操作，直到找到目標為止。（2）定位牌照的左右邊界：在找到車牌的上下限后，利用二值圖像在豎直方向上的投影作為特征，從左到右尋找目標的中心點坐標。車牌定位效果如圖31所示：3.2

6、基于垂直灰度法的字符分割在對車牌進行定位后，考慮到車牌字符的排放特點與字符間的微小間隙，采用垂直灰度法進行車牌字符的分割。主要思想是設定一個垂直投影的閾值，判斷投影大于閾值則標記并保存，遇到空隙則分割，最后判斷字符區(qū)域的長度是否滿足字符的長度，滿足字符長度的則記錄為有效字符不滿足將剔除繼續(xù)掃描下一個知道掃描完整行為止。分割效果如圖32。3.3模板匹配我國的車牌，字符標志的首位為漢字的省名縮寫，次位為英文字母，再次位為英文字母或阿拉伯數字

7、，末四位均為數字。由于實際可能出現的英文字母和數字字符數目不多，再基于NIOSII軟核的運算能力考慮，采用模板匹配方法進行字符識別。即將待識別的車牌字符矩陣與庫內的標準字符矩陣（標準模版）對比，相似度最大的則認為一致。首先將標準模板入庫，按國家車牌標準的大小、字體、字符間距等打印出數張樣品，其前景、背景清晰，字符沒有斷續(xù)，很少噪聲、且包含了所有可能的車牌字符，作為“標準車牌”，用以采樣制作標準字符矩陣庫。把每一張“標準車牌”分割出來的字