基于嵌入式的车牌识别系统设计

赵凌雪++陈克然++刘存真

摘 要现今，随着汽车业和交通业的发展，汽车的数量每天都在以指数倍数递增，所以对于汽车的管理和控制越来越重要。随着科技的发展，人们研究出了一项基于嵌入式的车牌识别的系统，该系统能够对汽车的车牌进行识别，系统的实现能够加强人们对于汽车的管理。本文通过对车牌识别系统现状的分析，提出了一种基于嵌入式的车牌识别系统的设计方法，其中包括车牌底色检测算法、字符分割法和字符识别算法。最后对嵌入式的车牌识别系统的硬件功能进行了划分和阐述。

【关键词】嵌入式 车牌识别系统 图像处理 字符识别

1 引言

随着经济的发展和城市化速度的加快，汽车的数量每天都在以指数倍数递增，同时交通事故也在与日递增。智能交通系统是解决这一问题的关键措施之一，智能交通系统涵盖了交通信息服务、交通管理、公共交通、车辆控制、货运管理、紧急救援等等一系列内容。其中车牌识别系统是智能交通系统中一项很重要的内容，对它的研究可以维护我国交通的顺畅和安全，对于车辆的自动化管理具有很重大的意义。本文通过对车牌识别系统的阐述和分析，研究和实现了一种基于嵌入式的车牌识别系统。

2 车牌识别系统的现状

由于车辆的剧增，车牌识别系统具有很大的实用价值并且具有很远大的意义。从上个世纪八十年代开始，人们就对车牌识别系统进行和关注和研究，车牌识别系统最主要的内容就是利用图像处理技术对车牌的图像进行识别和分析，提取出车牌的信息。现今，人们已经利用不同的方法实现了车牌识别，并且取得了很大的成就，但是软件实现的成本相对较高。本文将车牌识别和嵌入式系统结合在一起，能够有效的节省设计的成本，提高系统的性能。

3 车牌识别系统的构成

3.1 车牌识别系统的图像识别

一个完整的车牌识别系统必须包括五个部分，分别是获取图像、信息预处理、定位车牌、分割字符、字符识别。

在采集车牌信息时，必须采集到完整的车牌图样，我们可以使用手机、摄像头、相机等等电子产品来收集车牌图片。当有车辆经过时，系统采集车辆的车牌信息并将车牌信息传输到电脑端。

在采集到车牌的信息时，我们需要定位我们需要的那一部分车牌信息，对它进行分割和读取。在这里，对车牌定位的精度要求是很高的，这也关乎我们后期对图片的处理结果。

车牌包含的信息是多个字符，想要对车牌进行识别，首先我们需要将车牌的多个字符进行分割处理。

字符分割技术将车牌的多个字符分割为单一字符，我们利用识别技术对字符进行识别。主要的识别技术有神经网络法和模块匹配法等。目前最重要的是必须提高系统的识别率。

3.2 车牌的底色检测

车牌颜色不是单一的，所以在识别的过程中我们还需要对车牌的颜色予以区分。通过我们对车辆车牌的研究发现，车牌的底色一般为蓝色或者黄色，而车牌上字符的颜色一般为白色或者是黑色。我们根据RGB模型对车牌的顏色进行检测，通过检测区域的像素点与RGB模型的关系我们就可以区分出检测区域的颜色。因为车牌底色和字符颜色所在区域的位置和比例是不一样的，我们可以根据各个颜色面积和位置的不同区分出底色和字符的颜色。

3.3 车牌字符分割

车牌分割就是将一连串的字符分割成单独的一个一个的字符。车牌字符的分割在车牌识别系统中占据了很重要的地位。

字符的边框区域对字符识别存在很大的影响，所以在字符分割中需要将多余的区域分割出去。本文中采用了字符分割算法对车牌的字符进行分割。字符分割算法是通过对图形的扫描确定进入到字符区域的第一个像素点的坐标和出去图像区域的第一个像素点的坐标，以这两点的坐标确定字符的大致位置以及字符的高度。

我们采取同样的方法确定字符的左右坐标和宽度。在确定了字符的高度和宽度之后，对字符进行分割。

3.4 车牌字符识别

我国的车牌字符是由24个英文字母、10个阿拉伯数字和各地的省会简称组成的。同时每一类的字符在车牌上都对应着不同的位置。所以我们将字符分为汉字、字母和数字三类进行区分。字符识别的方法有很多，本文采用的识别方法是神经网络，通过构造一个三层的神经网络对分割的字符进行识别。字符识别中对特征值的选取是非常重要的，特征值选取的好坏直接关系到识别的准确度。

4 车牌识别系统的硬件结构

车牌识别系统的主要工作流程就是对获取车牌图像，通过嵌入式系统对车牌图像进行预处理、对图像进行分割和识别。为了完成整个系统流程，系统硬件结构包括以下模块，摄像头、CPU、RAM、LCD显示屏、各种网络接口等等。其中摄像头是用来捕捉图像的，CPU是用来处理图像信息的，RAM是用来存储信息的，LCD显示屏是用来显示我们捕捉到的车牌图片信息的，各种网络接口是用来实现程序下载、在线监控等功能的。

5 总结

本文通过对车牌识别系统现状的分析，发现现今车牌识别系统虽然发展较为成熟但是成本较为昂贵。所以本文在其基础上提出了基于嵌入式的车牌识别系统，此系统能够提高识别系统的识别性能和降低设计的成本。然后，文章从车牌识别系统的图像识别、底色检测、字符分割、字符识别四个方面论述了车牌识别系统的结构。最后，文章对车牌识别系统的硬件结构进行了介绍和分析。通过实验表明，本文采用的基于嵌入式的车牌识别系统设计安全可靠，在提高字符识别正确率的同时还能提高字符识别的速度。这一方法的实现对车牌识别系统的研究具有很重大的意义。

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作者单位

河北工业大学控制学院 天津市 300401