一种基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法技术

本发明专利技术为一种基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分隔方法，其涉及计算机视觉领域。该方法首先利用图像矩阵奇异值的旋转不变性进行车牌的水平校正，采用Radon变换和水平错切原理进行车牌的垂直校正，快速有效地完成了车牌的混合倾斜校正；再进行车牌字符分割前的各种优化预处理，包括加权平均值法的图像灰度化处理、利用车牌左右边界定位来消除车牌左右两边的车牌背景非字符干扰区域，结合全局阈值、局部阈值和RGB彩色图像的改进的二值化处理操作，以及通过形态学方法进一步优化二值化图像；再利用H‑S连通域分析和投影法进行字符图像的分割；为提高字符分割的准确率，最后通过HSV空间的色调平均值统计方法去除伪字符。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机视觉领域，特指一种基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法。
技术介绍
智能交通系统已经成为交通管理发展的主流方向，作为实现交通管理自动化的车辆车牌识别技术(LicensePlateRecognition，LPR)应运而生，LPR系统广泛应用于电子收费站、停车场车辆管理等场合。车牌识别系统主要由牌照图像的采集和预处理、牌照区域的定位和提取、牌照字符的分割和识别等几个组成部分。其中车牌字符分割将提取出来的车牌图片进行处理，分割成单个字符，再由字符识别部分进行单个字符的识别。字符分割是车牌识别技术的一个关键环节，字符分割的准确性直接影响着车牌字符的识别率。摄像头拍摄到的车辆图像中，车牌位置的边缘与这个图像的边缘基本不会是完全平行的，主要是由拍摄角度、牌照悬挂方式、摄像头的倾斜以及外界环境造成。车身的倾斜不仅影响车牌图像的定位，而且倾斜的车牌增加了字符分割和识别的难度，所以在进行车牌字符分割之前通常要经过倾斜校正的预处理过程。目前常用的是基于直线检测的倾斜校正方法的一个不可缺少的前提条件是车牌图像中必须要有一条足够长的直线，应用到低质量车牌图像的倾斜校正过程中具有一定的局限性，并且基于直线检测的方法运算量大，不适宜应用在车牌实时识别系统中。常用的车牌字符分割方法有基于垂直投影分割方法、基于模板匹配的字符分割方法、以及基于连通区域分割方法。针对长度不一的车牌图像，目前的车牌字符分割算法大部分都需要首先对车牌大小进行归一化处理，然后采用统一尺度对车牌字符进行分割。然而不同的车牌干扰区域存在位置及存在形式是不一样的，把所有的车牌归一化成相同的大小，再针对统一尺度进行分割，不仅不能准确的分割出所有的车牌字符，而且会因大小归一化导致的字符扭曲变形给字符识别增加困难。理想情况下字符间隔都是存在的，但是拍摄过程中导致的字符变形，粘连和噪声信息大大增加了字符分割的难度。针对中国车牌而言，很多中国单个汉字之间也存在间隔，若单纯的通过投影进行字符分割，会将一个字符分割成好几个，例如“川”、“钉”字等；很作车牌字符之间会由于噪声等因素的影响存在粘连的情况；再有，每个国家的车牌大小，车牌字符特点以及字符的分布都是不一样。这些情况都给车牌字符分割带来困难。面向不定长的车牌字符分割，针对现行车牌字符分割中的问题，提出了基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于：针对车牌字符分割这个特定问题，提出一种基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法，有效切分不定长车牌字符，增加字符分割算法的使用范围。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案具体为：一种基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法，包括如下步骤1)至4)：步骤1)利用混合倾斜车牌校正方法对车牌进行水平和垂直方向的倾斜校正，其包括：1.1)根据图像矩阵奇异值的旋转不变特性进行混合倾斜车牌校正的水平校正；1.2)利用Radon变换和水平错切原理进行混合倾斜车牌的垂直倾斜校正；步骤2)依序通过灰度变化、反色判断、混合车牌倾斜校正、图像二值化、左右边界定位形态学处理步骤对车牌图像进行优化预处理，其包括：2.1)利用灰度变换将彩色图像变成灰度图像，再通过反色变换将车牌图像统一成黑底白字图像；2.2)利用基于RGB彩色空间二值化方法和连续噪声块去噪方法进行车牌左右边界定位，消除车牌左右两边的不定长车牌背景非字符干扰区域；2.3)结合全局阈值、局部阈值和RGB彩色图像二值化方法对车牌图像进行二值化处理；2.4)通过开运算和闭运算的形态学处理，进一步优化二值化图像；步骤3)利用H-S连通域分析和投影法进行车牌字符分割；步骤4)利用色调平均值统计方法去除伪字符，提高字符分割的准确率。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述步骤S2.2.2)中，对步骤S2.2.1中二值图像进行边缘检测，查找所有的连通域，然后根据连通域和字符像素所占连通域百分比来确定大块白色区域是否为非字符背景区域，然后将其设定为黑色背景像素，从而消除了车牌左右两边车牌背景非字符干扰区域。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述步骤2.3)具体包括以下内容：S2.3.1将Niblack算法二值图与RGB彩色空间二值图进行逻辑操作；S2.3.2根据Otsu算法二值图对步骤S2.3.1的二值图中字符断裂部分进行补全操作。S2.4通过开运算和闭运算的形态学处理，进一步优化二值化图像。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述步骤3)具体包括：S3.1)对二值化图像进行H-S连通域分析对不同的字符区域进行标记，然后将这些字符区域按宽度聚类，取个数最多的那一类的字符区域，再计算这些字符区域的平均值，这样就得到了车牌字符的平均宽度wAVG；同样的，将标记的所有字符区域按上边界、下边界聚类，求得上、下边界的平均值，再适当往上、下扩展一点就得到了车牌的上下边界；S3.2)在上下边界区域内，对车牌二值图像中每一列进行垂直投影；将步骤3.1)标记的字符区域按横坐标排序，从最左边开始找到第一个和wAVG相差很小的区域，从这个区域的左边界L0开始切割，从L0开始往右寻找投影为0的地方L1，然后判断L0到L1之间这个区域是否合法，如果合法，再根据它的宽度和wAVG的关系进行区域的精确化或者合并；再将L0移至L1的后面，继续往右寻找新的L1，直至搜索了所有标记区域后退出循环。作为本专利技术技术方案的进一步改进，在所述步骤3)中，包括字符区域合法性判断方法，合法区域的前后合并方法、区域分割方法和区域精确化方法，所述字符区域合法性判断方法为：1)区域的上部和下部的空行数的两倍加上内部的空行数小于8；2)左右粘连的投影和小于8；3)上下粘连的粘连高度和小于5；4)如果区域大小只有wAVG/2,它的高度必须大于上下边界之间高度的三分之二；所述合法区域的前后合并方法为：1)若前后两个合法字符区域的宽度和近似为wAVG，合并为一个字符区域。2)若如果前后两个合法字符区域的宽度和近似为wAVG的两倍，以他们中间的波谷为分界线将他们切分成两个字符区域；所述区域分割方法为：若区域近似为wAVG的两倍，则在此区域中间附近寻找投影值的波谷，以波谷作为分界线将此区域切分成两个字符，并且判断两个字符的合法性；区域精确化方法：若某个区域的宽度大于wAVG又不足以分割成两个字符，则对该区域进行精确化处理。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、结合图像矩阵奇异值的旋转不变特性、Radon变换和水平错切原理进行了快速有效的混合倾斜车牌校正，适应了多种类型的车牌倾斜校正。2、利用基于RGB彩色空间的二值化方法对车牌图像进行二值化处理，在通过连续噪声块去噪方法去除二值图中的非字符背景区域具有大块白色区域，从而定位出车牌左右边界，消除车牌左右两边的不定长车牌背景非字符干扰区域。3、结合全局Otsu阈值方法、局部Niblack算法和RGB彩色空间二值化法进行二值化操作，削弱了因单个阈值二值化过程造成的字符与背景粘连或是字符断裂的现象。再通过开运算和闭运算处理，进一步优化二值化结果；4、利用H-S连通域分析和投影法进行不定长车牌字符分割，在分割过程中设计了字符区域合法性判断方法，合法区域的前后合并方法、区域分割规则和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法，其特征是，包括如下步骤1)至4)：步骤1)利用混合倾斜车牌校正方法对车牌进行水平和垂直方向的倾斜校正，其包括：1.1)根据图像矩阵奇异值的旋转不变特性进行混合倾斜车牌校正的水平校正；1.2)利用Radon变换和水平错切原理进行混合倾斜车牌的垂直倾斜校正；步骤2)依序通过灰度变化、反色判断、混合车牌倾斜校正、图像二值化、左右边界定位以及形态学处理步骤对车牌图像进行优化预处理，其包括：2.1)利用灰度变换将彩色图像变成灰度图像，再通过反色变换将车牌图像统一成黑底白字图像；2.2)利用基于RGB彩色空间二值化方法和连续噪声块去噪方法进行车牌左右边界定位，消除车牌左右两边的不定长车牌背景非字符干扰区域；2.3)结合全局阈值、局部阈值和RGB彩色图像二值化方法对车牌图像进行二值化处理；2.4)通过开运算和闭运算的形态学处理，进一步优化二值化图像；步骤3)利用H‑S连通域分析和投影法进行车牌字符分割；步骤4)利用色调平均值统计方法去除伪字符，提高字符分割的准确率。

【技术特征摘要】
1.一种基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法，其特征是，包括如下步骤1)至4)：步骤1)利用混合倾斜车牌校正方法对车牌进行水平和垂直方向的倾斜校正，其包括：1.1)根据图像矩阵奇异值的旋转不变特性进行混合倾斜车牌校正的水平校正；1.2)利用Radon变换和水平错切原理进行混合倾斜车牌的垂直倾斜校正；步骤2)依序通过灰度变化、反色判断、混合车牌倾斜校正、图像二值化、左右边界定位以及形态学处理步骤对车牌图像进行优化预处理，其包括：2.1)利用灰度变换将彩色图像变成灰度图像，再通过反色变换将车牌图像统一成黑底白字图像；2.2)利用基于RGB彩色空间二值化方法和连续噪声块去噪方法进行车牌左右边界定位，消除车牌左右两边的不定长车牌背景非字符干扰区域；2.3)结合全局阈值、局部阈值和RGB彩色图像二值化方法对车牌图像进行二值化处理；2.4)通过开运算和闭运算的形态学处理，进一步优化二值化图像；步骤3)利用H-S连通域分析和投影法进行车牌字符分割；步骤4)利用色调平均值统计方法去除伪字符，提高字符分割的准确率。2.根据权利要求1所述基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法，其特征在于，所述步骤S2.2.2)中，对步骤S2.2.1中二值图像进行边缘检测，查找所有的连通域，然后根据连通域和字符像素所占连通域百分比来确定大块白色区域是否为非字符背景区域，然后将其设定为黑色背景像素，从而消除了车牌左右两边车牌背景非字符干扰区域。3.根据权利要求1所述基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法，其特征在于，所述步骤2.3)具体包括以下内容：S2.3.1将Niblack算法二值图与RGB彩色空间二值图进行逻辑操作；S2.3.2根据Otsu算法二值图对步骤S2.3.1的二值图中字符断裂部分进行补全操作。4.根据权利要求1所述基于混合倾斜校正和投影法的不定长车牌字符分割方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蓉，付东奇，
申请(专利权)人：湖南源信光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43