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基于模板匹配和神经络的车牌字符识别方法

1 引言 车牌识别技术是智能交通系统的重要组成部分的，是集机器视觉、模式识别、人工智能等技术为一体的复杂处理过程。要求辨认精度高、处理时间短，能满足实际运用的需要。目前最常用的车牌字符识别方法是基于神经络和模板匹配的方法。文献[]给出了基于神经络的车牌字符识别方法，对解析度较高(车牌区宽度不小于120个像素)和图像比较清晰的车牌，这些方法能有效地辨认车牌中的字符，但是对较低解析度和较为模糊的车牌，以上方法是不可行的，由于这些方法只有在车牌中的每一字符独立分割出来的条件下才能完成识别工作，而独立分割车牌区的字符，对较低解析度和较为模糊的车牌来讲是非常困难乃至是不可能的。文献[5]提出了一种基于模板匹配的车牌辨认方法，只需提取字符区整体特征，避免了字符的分割，能有效地完成低解析度和模糊的车牌字符辨认，但字符辨认时间太长。本文提出了一种改进的神经络和一种四灰度加权相关函数模板匹配集成方法来进行字符辨认，使车牌字符识别的精度和实时性得到了改良。

2 模板匹配字符识别方法 中国车牌的字符分成4类，即汉字、字母、数字和点号(“l”)。汉字为各省或直辖市的简称或军种的简称。字母为a～z英文字母。数字为0～9。 标准模板匹配法识别车牌字符之前，对已定位好的车牌区需进行标准化，标准化的目的是使车牌区的字符和标准模板的匹配特点相适应。通常取标准模板为二值化图像模板(取车牌区字符为1像素，背景为0像素)，同时车牌标准化后得到的车牌图象也为2值图象。匹配是以距离或类似函数作为依据的。本文提出的基于4灰度的加权类似函数的判别准则，既可保证字符辨认的精度和稳定性，又具有满意的识别速度。 4灰度是将模板和车牌标准化为a,b,c

,d 四种灰度值的图象。通过对实际采集的车牌灰度图象进行分析发现:字符的灰度值a、背景的灰度值b、背景和字符之间的边界灰度值(分字符的边界靠字符处的灰度值c、背景的边界靠背景处的灰度值两类d)之间有较明显的界限。取模板的大小为m×n像素(如8×16，8为模板的列数，16为模板的行数)，则模板和用于匹配的车牌中对应区域的像素的灰度值可用gm×n和fm×n矩阵表示，同时，定义模板和匹配车牌区之间的类似矩阵为sm×n，这3个矩阵分别为运算的值实际上是加权值，sm×n函数实际上是一个模板和所处理的对应车牌区像素之间的相似程度的加权和。事 实上，加权值合理地反应了字符、背景、字符边界和背景边界位置之间的联系。实验表明:这种加权相似函数法与交叉相关函数法相比具有同样的匹配正确率，且运算量不到交叉相关函数法的0.1%。 中国车牌的字符模板分为汉字、英文字母和数字模板，由统计方法构造这些模板并保存到数据库中[3]。模板匹配是将字符模板和标准化了的车牌区字符进行匹配来辨认字符。匹配步骤以下:(1) 步骤1: 根据不同车牌类型的字符组合先后顺序(如小型汽车的顺序为汉字－0或英文字母-英文字母或数字)取字符模板。(2) 步骤2: 顺次取汉字模板进行匹配，模板在车牌字符区上左右滑动(滑动的目的是为了找到最好的匹配位置)。模板以车牌字符区最左侧为起点，向左和向右分别滑动几个像素(取2～3个像素)，计算每一个位置每一个汉字模板的m值，取最大的m值对应的模板为最匹配的模板。若m值大于阈值t，则可肯定为所识别的汉字，否则拒绝识别汉字。此时得到了最好匹配时模板在车牌字符区中的右边界位置s1。(3) 步骤3:顺次取英文字母，以s1为起

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