2 Основні етапи в розпізнаванні номерного знака транспортного засобу

Структура системи розпізнавання номерних знаків транспортного засобу.

На вхід системи надходить зображення транспортного засобу, захоплене камерою. Захоплені зображення взяті з відстані 4-5 метрів обробляються через підсистему вилучення номерного знака з наданням його на вхід до підсистеми сегментації. Сегментація відокремлює символи окремо. І нарешті, підсистема розпізнавання визначає символи, надаючи результат як номерний знак транспортного засобу.

Витяг області номерного знака.

Витяг області номерного знака є першим етапом в алгоритмі розпізнавання номерного знака транспортного засобу. Зображення, спочатку відзняте з камери, перетворюється в двійкове зображення, що складається тільки з 1 і 0 (тільки чорний і білий колір). Використовуючи поріг для пікселів 0 (чорні) для всіх пікселів вихідного зображення з яскравістю менше порогового значення та 1 (білі) для всіх інших точок. Захоплене зображення (вихідне зображення) і бінарізірованное зображення показано на рисунку 1. Щоб знайти область знака, використовується алгоритм розмиття.

Алгоритм розмиття обробляє зображення по вертикалі і горизонталі. Якщо кількість білих пікселів менше бажаного порога або більше, ніж будь-який інший бажаний поріг, білі пікселі перетворюються на чорні. Після розмиття, морфологічна операція, розширення, застосовується до зображення для вказівки розташування знака. Однак, може бути більше одного кандидата на номерний знак. Щоб знайти точне положення і усунути інші області, деякі критеріальні тести застосовуються для розмиття зображення і його фільтрації. Оброблені зображення після цього етапу показані на рисунку 1.

Сегментація

Номерний знак ділиться на складові частини для отримання символів окремо. По-перше, зображення фільтрується для поліпшення вигляду і видалення шумів і небажаних плям. Потім застосовується операція розширення до зображення для поділу символів один від одного, якщо символи близькі один до одного. Після цієї операції, горизонтальне і вертикальне розмиття застосовується для пошуку символьних областей. Наступним кроком є обрізка символів номерного знака. Це робиться шляхом знаходження початкової та кінцевої точок символів в го-ризонтальному напрямку. Окремі символи, вирізані зі знаку, показані на рисунку 1.

Рисунок 1 – Візуальне представлення процессу виділення символів номерного знака для подальшого розпізнавания.

Розпізнавання символів

Перш, ніж почати алгоритм розпізнавання, символи необхідно нормалізувати. Нормалізація полягає в уточненні символів в блок, що містить ніяких додаткових пробілів (пікселів) у всіх чотирьох сторонах символу.

Потім кожен символ підганяється під однаковий розмір. Підгонка під однаковий розмір необхідна для відповідності шаблону. Для порівняння символів, введене зображення повинно бути однакового розміру з символами з бази даних. Наступний крок - збіг з шаблоном.

Збіг з шаблоном є одним з ефективних алгоритмів розпізнавання символів. Зображення символу порівнюється з символами в базі даних і потім вимірюється краще схожість. Приклад шаблонів символів зображено на рисунку 2.

Рисунок 2 – Шаблони для розпізнавання.

Використання ковзаючого вікна з методом збігу шаблону.

Ковзаюче вікно, використовуючи метод збігу шаблону (сума квадратів різниць), є загальною і практичної технікою використовуваної в багатьох додатках розпізнавання зображень. Цей метод дає високу точність розпізнавання і скорочує час обробки в порівнянні з іншими методами. Метод обчислює суму квадратів різниць в кожній позиції, в той час як словесний образ, який ми хочемо розпізнати, рухається під фоновим шаблоном. Точка, в якій сума квадратів різниці менше заданого порогу буде розглядатися як точка збігу.

По-перше визначається вікно, яке містить об’єкт розміром менше, ніж у основного зображення. Тільки частину зображення видно через це вікно. Функція збігу шаблонів здійснюється між об’єктами у вікні і відповідної області зображення. Потім вікно зсувається, і функція збігу шаблонів застосовується між об’єктами у вікні, і нову частину зображення видно через вікно.

Таким чином, вікно переміщається зліва направо і зверху вниз по кроках зсуву пікселів, поки не покриється все зображення, і метод збігу шаблонів не здійсниться для всіх різних позицій вікна. Математично, міра дистанції є мірою подібності або загальних властивостей між двома сигналами. Зазвичай використовується формула метрики Мінковського:

Рисунок 3 – Метрика Мінковського

де X, Y два N-мірних вектора ознак, а r є фактором Мінковського. І коли r = 2, це і є насправді Евклідова відстань.