老调重弹:车牌识别

  最近一年来忙于研发任务,不得不放下Silverlight 3D的学习。研发中要求逐步解决车牌图像识别、重车桥数(主要用于进行超载检测)图像识别和部分矿种的图像识别。本次将介绍车牌的图像识别。

  其实车牌图像识别从技术上已经比较成熟,从理论上来说无外乎就是如下几个步骤:

  灰度化:实际就是对原始车牌图片进行预处理,把彩色图片转化为黑白图片,然后对不符合指定阙值范围的灰度值进行过滤。
  车牌定位:这是技术难点之一,根据我的经验,定位车牌位置对于车牌的准确识别而言实际上就成功了60%。很多车牌识别的产品都对车牌的定位预留了很多配置参数,例如截取原始图片的位置参数、车牌的长宽比例、大小等等,这些都是为了提高车牌定位的准确率。
  字符分割:车牌定位后是字符分割,本人使用的识别过程是:对定位的车牌位置进行降噪处理=>边界模糊=>从右向左找出前6个封闭的图形=>剩余的封闭图形综合为一个图形进行汉字的识别。
  字符识别:就是根据字符模板进行模板匹配,因此需预先建立相应的字符模板。基于图像进行字符识别也可配置很多参数来大大提高字符的识别率。例如限定车牌头的字符,车牌各位字符的识别优先级等等。

  以下通过大车黄牌号码为例,看看车牌识别的效果。
  1、原始图片如下图所示:

老调重弹:车牌识别_第1张图片

  2、限定车牌识别区域,本例中将裁剪掉上下左右各10%的区域:

 

get_image_pointer1 (FullImage, Pointer, Type, Width, Height)
gen_rectangle1 (Rectangle, Height
* 0.1 , Width * 0.1 , Height * 0.9 , Width * 0.9 )
reduce_domain (FullImage, Rectangle, Image)

 

  看看裁剪结果:

老调重弹:车牌识别_第2张图片

 

  3、把选中的区域灰度化,方便后续处理:

decompose3 (Image, Red, Green, Blue)
trans_from_rgb (Red, Green, Blue, Hue, Saturation, Intensity, 
' hsv ' )

 

  灰度化后的效果图:

老调重弹:车牌识别_第3张图片


  4、灰度阙值过滤,本例中只选中灰度值在100至255之间的区域,可根据实际情况进行相应的设置,然后进行降噪处理:

 

threshold (Saturation, HighSaturation,  100 255 )
remove_noise_region (HighSaturation, OutputRegion, 
' n_48 ' )

 

  过滤降噪后的效果,和实际的位置很接近了吧!

老调重弹:车牌识别_第4张图片


  5、根据预定义的车牌长宽比例等查找符合特定特征的区域:

 

代码
connection (OutputRegion, ConnectedRegions1)
closing_rectangle1 (ConnectedRegions1, RegionClosing1, 
10 10 )
select_shape (RegionClosing1, ASelectedRegions, 
' area ' ' and ' 3000 9000 )
select_shape (ASelectedRegions, HSelectedRegions, 
' height ' ' and ' 30 90 )
select_shape (HSelectedRegions, SelectedRegions, 
' width ' ' and ' 60 180 )

 

  效果图如下,分割成了多个区域哈:

老调重弹:车牌识别_第5张图片

  6、呈现出车牌区域的灰度化图像:

reduce_domain (Hue, SelectedRegions, HueHighSaturation)

   效果如下,是不是和实际位置一致啊!

老调重弹:车牌识别_第6张图片

 

  7、对上述车牌的精确区域进行阙值过滤,主要是为了去掉车牌周围的黑色边框:

threshold (HueHighSaturation, Region,  30 50 )

   效果图如下:

老调重弹:车牌识别_第7张图片

        8、填充有字符而没有在上述算法中被选中的内部区域:

closing_rectangle1 (Region, RegionFillUp,  20 20 )

         填充后的相关效果图如下:

老调重弹:车牌识别_第8张图片

        9、根据选中的上述区域,从原始图片中加载该区域:

reduce_domain (Image, RegionFillUp, TruckTagImage)

        效果图如下,车牌又出现了哈

老调重弹:车牌识别_第9张图片

       10、确定识别区域字符的偏移角度,根据摄像机位置的不同其倾斜度也会有所不同(根据分割算法的不同,其实此步骤可以省略):

connection (RegionFillUp, ConnectedReducedRegions)
text_line_orientation (ConnectedReducedRegions, TruckTagImage, 
30 - 0.523599 0.523599 , OrientationAngle)

        11、显示真实的车牌位置图像,主要是方便调试:

dev_display (TruckTagImage)

        效果图如下:

老调重弹:车牌识别_第10张图片

        12、进行字符分割,过滤掉非字符区域:

代码
segment_characters (RegionFillUp, TruckTagImage, ImageForeground, RegionForeground,  ' local_auto_shape ' ' false ' ' false ' ' medium ' 12 30 2 10 , UsedThreshold)
select_characters (RegionForeground, RegionCharacters, 
' false ' ' medium ' 12 30 ' false ' ' false ' ' variable_width ' ' false ' ' medium ' ' false ' 15 ' completion ' )
closing_rectangle1 (RegionCharacters, RegionCharactersClosing, 
1 2 )

        效果图如下,是不是离真正的识别又跟进了一步哈!

老调重弹:车牌识别_第11张图片


老调重弹:车牌识别_第12张图片


        13、根据各个分割的区域的左上角坐标排序(主要是方便从右向左依次进行字符识别):

connection (RegionCharactersClosing, ConnectedRegionCharactersClosing)
sort_region (ConnectedRegionCharactersClosing, SortedRegions, 
' first_point ' ' false ' ' column ' )

        14、显示分割的字符区域的效果图,怎么样?字符分割成功了吧!:

老调重弹:车牌识别_第13张图片

         15、加载字符模板,从右向左依次进行字符识别,并把识别结果绘制到对应字符位置的上方: <./p>

代码
read_ocr_class_mlp ( ' D:/MVTec/HALCON/ocr/Industrial_0-9.omc ' , OCRHandle)
for  Index : =   1  to  5  by  1
    
if  (Number >= Index)
        SelectedSortedRegion :
=  SortedRegions[Index]
        do_ocr_single_class_mlp (SelectedSortedRegion, Image, OCRHandle, 
1 , Class, Confidence)
        smallest_rectangle1 (SelectedSortedRegion, Row1, Column1, Row2, Column2)
        set_tposition (WindowID, Row1 
-   30 , (Column2  +  Column1)  *   0.5   -   5 )
        write_string (WindowID, Class[
0 ])
        dev_display (SelectedSortedRegion)
    endif
endfor
clear_ocr_class_mlp (OCRHandle)
if  (Number > 5 )
    read_ocr_class_mlp (
' D:/MVTec/HALCON/ocr/Industrial_0-9A-Z.omc ' , OCRHandle)
    SelectedSortedRegion :
=  SortedRegions[ 6 ]
    do_ocr_single_class_mlp (SelectedSortedRegion, Image, OCRHandle, 
1 , Class, Confidence)
    smallest_rectangle1 (SelectedSortedRegion, Row1, Column1, Row2, Column2)
    set_tposition (WindowID, Row1 
-   30 , (Column2  +  Column1)  *   0.5   -   5 )
    write_string (WindowID, Class[
0 ])
    clear_ocr_class_mlp (OCRHandle)
    dev_display (SelectedSortedRegion)
endif

         相关效果图如下,字符识别的准确度挺高嘛!
      

老调重弹:车牌识别_第14张图片
 
老调重弹:车牌识别_第15张图片
 
         图中汉字“川”未进行识别,其实只需为其制作相应的字符识别模板后,识别也极其容易,为方便演示此过程略去。再有就是D、O、0的字符识别准确率偏低(D、O经常识别为0),不过可以通过设置识别优先级等来提高真实环境的识别成功率。

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