[发明专利]基于边缘检测的车牌定位方法

摘要

本发明提供一种利用交通图像的边缘信息来定位车牌的方法，该方法为：利用Sobel算子对交通图像进行边缘检测，对得到的灰度边缘图像进行二值化获得二值边缘图像；然后在垂直方向对该二值边缘图像进行水平投影获得垂直向量，对该垂直向量进行二值化并从上到下进行扫描，得到车牌区域的起始行坐标和终点行坐标，实现车牌的垂直定位；之后利用起始行坐标和终点行坐标得到垂直定位后的二值边缘图像，在水平方向对该二值边缘图像进行垂直投影获得水平向量，对该水平向量进行二值化并从左向右进行扫描，得到车牌区域的起始列坐标和终点列坐标，实现车牌的水平定位；最后利用起始行、列坐标和终点行、列坐标定位出车牌。本发明具有较高的车牌定位精度，且在低对比度情况(比如夜间光线不足)下仍然能够较准确地对车牌进行定位。

主权项

1.一种基于边缘检测的车牌定位方法，其特征在于：①利用Sobel算子进行边缘检测设需要进行车牌定位的彩色图像为F₀，对它进行灰度化得到灰度图像F，其行数、列数分别为m和n，利用水平Sobel算子S₁和垂直Sobel算子S₂对图像F进行边缘检测，得到梯度图像G₀，G₀＝|S₁*F|+|S₂*F|，式中，*表示卷积运算，然后，利用根据阈值T₀对梯度图像G₀进行二值化，得到二值边缘图像G₁，G1(x,y)=1ifG0(x,y)>T00else,]]>式中，阈值T₀为15-20，G₀(x，y)为梯度图像G₀中坐标为(x，y)的像素的灰度，G₁(x，y)为二值边缘图像G₁中坐标为(x，y)的像素的值，若为1表示该像素属于边缘，若为0表示该像素不属于边缘；②车牌垂直方向的定位对二值边缘图像G₁进行水平投影，得到垂直向量C_1x，G1x(i1)=Σj=1nG1(i1,j1),]]>i₁＝1，2，3......m，利用阈值T1对垂直向量G_1x进行二值化，得到二值垂直向量G′_1x，G′1x(i1)=1ifG1x(i1)>T10else,]]>i₁＝1，2，3......m，式中，阈值T₁一般为3-5，G′_1x(i₁)为1表示在二值边缘图像G₁的第i₁行处存在车牌字符，G′_1x(i₁)为0表示在二值边缘图像G₁的第i₁行处不存在车牌字符，之后，对二值垂直向量G′_1x从上向下进行扫描，如果通过扫描检测到车牌区域P，则对车牌区域P的起始行坐标P_x1和终点行坐标P_x2进行定位，扫描步骤如下：步骤一：设二值垂直向量G′_1x中第一个数值为1的像素的行坐标为i₂，将行坐标i₂赋予变量xbeg，并令变量xend＝xbeg，步骤二：i₂＝i₂+1，如果i₂＝m+1则转到步骤三，如果i₂＜m+1则转到步骤四，步骤三：如果xend-xbeg＞25则表明在灰度图像F中检测到了车牌，令P_x1＝xbeg，P_x2＝xend，结束扫描；如果xend-xbeg≤25则表明在灰度图像F中没有检测到车牌，结束扫描，步骤四：如果i₂-xend≤6且i₂-xbeg＞25，则令P_x1＝xbeg，P_x2＝xend，结束扫描，如果i₂-xend≤6且i₂-xbeg≤25，则令xend＝i₂，返回步骤二；如果i₂-xend＞6且xend-xbeg＞25则令P_x1＝xbeg，P_x2＝xend，结束扫描，如果i₂-xend＞6且xend-xbeg≤25则令xbeg＝i₂，xend＝xbeg，返回步骤二，扫描结束后，如果扫描过程中检测到车牌，则车牌区域P的起始行坐标被定位为P_x1，其终点行坐标被定位为P_x2，根据定位结果得到垂直定位后的二值边缘图像G₂，G₂(i₂，j₂)＝G₁(i₂+P_x1-1，j₂)，其中i₂＝1，2，3......(P_x2-P_x1+1)，j₂＝1，2，3......n，③车牌水平方向的定位对垂直定位后的二值边缘图像G₂进行垂直投影，得到水平向量G_2y，G2y(i3)=Σj3=1Px2-Px1+1G1(j3,i3),]]>i₃＝1，2，3......n，利用阈值T₂对水平向量G_2y进行二值化，得到二值水平向量G′_2y，G′2y(i3)=1ifG2y(i3)>T10else,]]>i₃＝1，2，3......n，式中，阈值T₂为15-20，G′_2y(i₃)为1表示在二值边缘图像G₂的第i₃列处存在车牌字符，G′_2y(i₃)为0表示在二值边缘图像G₂的第i₃列处不存在车牌字符，之后，对二值水平向量G′_2y从左向右进行扫描，如果通过扫描检测到车牌区域P，则对车牌区域P的起始行坐标P_y1和终点行坐标P_y2进行定位，扫描步骤如下：步骤一：设二值水平向量G′_2y中第一个数值为1的像素的列坐标为i₄，将列坐标i₄赋予变量ybeg，并令变量yend＝ybeg，步骤二：i₄＝i₄+1，如果i₄＝m+1则转到步骤三，如果i₄＜m+1则转到步骤四，步骤三：如果yend-ybeg＞70则表明在灰度图像F中检测到了车牌，令P_y1＝ybeg，P_y2＝yend，结束扫描；如果yend-ybeg≤70则表明在灰度图像F中没有检测到车牌，结束扫描，步骤四：如果i₄-yend≤15且i₄-ybeg＞70，则令P_y1＝ybeg，P_y2＝yend，结束扫描，如果i₄-yend≤15且i₄-ybeg≤70，则令yend＝i₄，返回步骤二；如果i₄-yend＞15且yend-ybeg＞70，则令P_y1＝ybeg，P_y2＝yend，结束扫描，如果i₄-yend＞15且yend-ybeg≤70，则令ybeg＝i₄，yend＝ybeg，返回步骤二，扫描结束后，如果扫描过程中检测到车牌，则车牌区域P的起始列坐标被定位为P_y1，其终点列坐标被定位为P_y2，结合起始行坐标P_x1和终点行坐标P_x2可以得到定位后的车牌区域P为：P(i₄，j₄)＝F₀(i₄+P_x1-1，j₄+P_y1-1)，其中i₄＝1，2，3......(P_x2-P_x1+1)，j₄＝1，2，3......(P_y2-P_y1+1)。