图像预处理

图像预处理主要是对系统获取的原图像基本特征的信息进行相应的、有针对性的处理,以滤去干扰、噪声,作几何校正、色彩校正,以便于计算机的分析计算,一般包括滤波、图像增强、图像二值化、形态学运算、边缘检测等等。

3.1图像灰度化

将彩色图像转换成灰度图,一方面提高了图像的处理速度,另一方面更统一了多种颜色的车辆牌照。本文采用加权平均值法将图像灰度化,即根据重要性或其他指标给R 、G 、B 赋予不同的权值,并使R 、G 、B 等于它们的值的加权和平均

R=G=B=(W rR+W gG+W bB)/3

其中Wr 、Wg 、Wb 分别是R 、G 、B 的权值,取Wr =0.299、Wg =0.588、Wb =0.113,从而得到最合理的车牌灰度图像。

3.2中值滤波

接着要进行图像的去噪处理,用中值滤波方法可以有效去除图像中的噪声点,同时保护图像边缘的细节。中值滤波[2][3]是通过在图像上移动一个滑动窗口,窗口中心位置的象素值用窗口内部所有象素灰度的中值来代替。因此关键在于滑动窗口的选取,本文采用3x3方形窗口进行滤波,可以很好的消除图像中孤立噪声点的干扰,还能有效的保护边界信息。

3.3灰度变换

如果一幅图成像时由于光线过暗或曝光不足,则整幅图偏暗(如灰度范围从0到6 3);光线过亮或曝光过度,则图像偏亮(如灰度范围从200到255),都会造成图像对比度偏低问题,即灰度都挤在一起了,没有拉开,这时可以采用灰度变换方法来增强图像对比度。本文采用分段线性灰度变换法进行灰度变换,根据经验值,对[30 200]之间的灰度值进行变换。

3.4直方图均衡化

直方图是用来表达一幅图像灰度等级分布情况的统计表。通过对图像中像素个数多的灰度值(及对画面起主要作用的灰度值)进行展宽,而对像素个数少的灰度值(及对画面不起主要作用的灰度值)进行归并,从而达到清晰图像的目的,其本质上是一个直方图变换,即将输入图像的直方图映射成一个最大平展的直方图。。经过直方图均衡化处理以后,图像的灰度分布变得均匀,原来偏暗的图像亮度明显增强,图像变得更为清晰。

3.5图像二值化

车牌二值化是识别图像的一个关键步骤,其目的是得到鲜明区分目标和背景的二值图。二值化就是用计算出来的阈值把原始图像分为对象物和背景两部分,关键在于阈值T 的选取,本文采用动态阈值法对车牌图像进行二值化处理,能够加快图像处理的速度,实验效果如图5所示。

3.6形态学处理

二值化后的车牌图像还存在许多干扰区域,若直接进行车牌定位,很容易出现误定位或增加了车牌定位的计算量,因此可以利用数学形态学算子,简化图像数据,保持图像的基本形状特征,去除不相干的结构。

数学形态学的基本运算有四个:膨胀(或扩张)、腐蚀(或侵蚀)、开运算和闭运算,其基本思想是利用结构元作为探针收集图像的信息,当探针在图像中不断移动时,即可根据图像各部分的相互关系来了解图像的结构特征。因此,利用形态学算子来处理图像时,结构元的设置非常重要。

图像预处理主要是对系统获取的原图像基本特征的信息进行相应的、有针对性的处理,以滤去干扰、噪声,作几何校正、色彩校正,以便于计算机的分析计算,一般包括滤波、图像增强、图像二值化、形态学运算、边缘检测等等。

3.1图像灰度化

将彩色图像转换成灰度图,一方面提高了图像的处理速度,另一方面更统一了多种颜色的车辆牌照。本文采用加权平均值法将图像灰度化,即根据重要性或其他指标给R 、G 、B 赋予不同的权值,并使R 、G 、B 等于它们的值的加权和平均

R=G=B=(W rR+W gG+W bB)/3

其中Wr 、Wg 、Wb 分别是R 、G 、B 的权值,取Wr =0.299、Wg =0.588、Wb =0.113,从而得到最合理的车牌灰度图像。

3.2中值滤波

接着要进行图像的去噪处理,用中值滤波方法可以有效去除图像中的噪声点,同时保护图像边缘的细节。中值滤波[2][3]是通过在图像上移动一个滑动窗口,窗口中心位置的象素值用窗口内部所有象素灰度的中值来代替。因此关键在于滑动窗口的选取,本文采用3x3方形窗口进行滤波,可以很好的消除图像中孤立噪声点的干扰,还能有效的保护边界信息。

3.3灰度变换

如果一幅图成像时由于光线过暗或曝光不足,则整幅图偏暗(如灰度范围从0到6 3);光线过亮或曝光过度,则图像偏亮(如灰度范围从200到255),都会造成图像对比度偏低问题,即灰度都挤在一起了,没有拉开,这时可以采用灰度变换方法来增强图像对比度。本文采用分段线性灰度变换法进行灰度变换,根据经验值,对[30 200]之间的灰度值进行变换。

3.4直方图均衡化

直方图是用来表达一幅图像灰度等级分布情况的统计表。通过对图像中像素个数多的灰度值(及对画面起主要作用的灰度值)进行展宽,而对像素个数少的灰度值(及对画面不起主要作用的灰度值)进行归并,从而达到清晰图像的目的,其本质上是一个直方图变换,即将输入图像的直方图映射成一个最大平展的直方图。。经过直方图均衡化处理以后,图像的灰度分布变得均匀,原来偏暗的图像亮度明显增强,图像变得更为清晰。

3.5图像二值化

车牌二值化是识别图像的一个关键步骤,其目的是得到鲜明区分目标和背景的二值图。二值化就是用计算出来的阈值把原始图像分为对象物和背景两部分,关键在于阈值T 的选取,本文采用动态阈值法对车牌图像进行二值化处理,能够加快图像处理的速度,实验效果如图5所示。

3.6形态学处理

二值化后的车牌图像还存在许多干扰区域,若直接进行车牌定位,很容易出现误定位或增加了车牌定位的计算量,因此可以利用数学形态学算子,简化图像数据,保持图像的基本形状特征,去除不相干的结构。

数学形态学的基本运算有四个:膨胀(或扩张)、腐蚀(或侵蚀)、开运算和闭运算,其基本思想是利用结构元作为探针收集图像的信息,当探针在图像中不断移动时,即可根据图像各部分的相互关系来了解图像的结构特征。因此,利用形态学算子来处理图像时,结构元的设置非常重要。


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