基于车牌定位的汽车挡风镜定位分割方法研究

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1、基于车牌定位的汽车挡风镜定位分割方法研究摘要：针对目前智能交通系统中车脸定位识别技术相对空白的状况，本文提出了一种车辆挡风镜区域定位分割的方法，并用C#进行了系统实现。此方法结合目前比较成熟的车牌定位技术，通过缩小目标区域和图像扫描统计的方法，对二值化后的车辆图像进行了挡风镜区域的定位与分割。经对不同光照、不同车型的车辆图像测试，该算法具有快速、精确、鲁棒性强、自适应性好的优点，为进一步车内人脸定位与识别提供了一定理论与技术基础。本方介绍的识别方法有一定的新颖性，已获得相关发明专利授权。关键词：智能交通系统；车牌定位；挡风镜区域;统计扫描；定位分

2、割中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2016)18-0208-03在智能交通系统中，车牌识别、车标识别、车色彩识别技术都日趋完善，其中以车牌识别技术最为成熟。但在车脸识别技术上，却存在很大空白与不完善之处。车脸识别技术指分析、处理车辆图像正面及挡风镜区域，进而达到车内人脸识别、车内景象分析的目的。在未来的智能交通系统中有着重要的应用价值。本文提出的方法是基于车牌定位技术的［1，2］，运用图像扫描统计的方法，定位分割车辆挡风镜区域。图1为本文方法的处理流程。首先根据车牌定位的结果完成挡风镜区域的粗定位，再通过扫描图像

3、特定区域，统计白点，完成挡风镜区域精确定位，最后从原图像中分割出挡风镜区域。1车辆图像预处理对采集车辆图片预处理是车脸识别过程一个重要环节，预处理效果的好坏会影响车牌及挡风镜区域定位的成功率。本文使用均由CCD摄像机采集、以jpg格式存储的车辆图像，处理时将jpg图像封装在C#Bitmap位图对象中。预处理包括灰度化、灰度拉伸、图像平滑、中值滤波［3］、锐化［3］等过程。上述这些过程除灰度化外都不是必需的，仅针对存在缺陷的图像或某些特定处理效果，才实施其他预处理过程。图2为车辆原始图像，在后续章节中，均以该图片作为示例进行处理。2车牌定位车辆挡风

4、镜区域定位方法是基于车牌定位的，通常情况下，车辆的车牌位置都处于挡风镜区域的正下方，且车牌两侧纵向边缘的延长线穿过挡风镜区域，如图3。通过向两侧适当扩展这两条延长线，可以粗略定位挡风镜区域的纵向边界。与车牌定位技术要求的车牌边缘高精度定位不同，挡风镜区域定位并不必须精确定位车牌边缘。我们只希望获取车牌在整张图片中粗略的位置信息，并在这一基础上去寻找挡风镜的位置。2.1基于Sobel算子的车牌边缘检测方法本文采用目前比较成熟的Sobel算子［4,5,6］对车牌边缘进行检测，Sobel算子能根据像素上下、左右相邻像素点灰度加权差在边缘处达到极值这一特

5、征检测目标区域边缘。Sobel算子对于图像里的噪声还具有平滑作用，提供较为精确的边缘方向信息，在不同环境的图像中有着稳定的车牌定位成功率。Sobel算子的水平方向算子Sx和垂直方向算子Sy［l，4］定义如下:预处理后的车辆图像中的每个像素点都要与这两个核做卷积，Sx对水平边缘响应最大，Sy对垂直边缘响应最大。两个卷积的最大值作为这一个点上的输出，运算结果为边缘幅度图像。对该图像进行二值化、去噪处理。通过模板矩阵寻找车牌四边。每次检测到车牌的一个边缘，记录坐标，并在该位置上添加红色辅助线，直至标记出车牌的四边边缘，如图3所示。3挡风镜区域定位与分割

6、3.1挡风镜区域垂直定位由图3知，车牌左右边缘延长线1、r垂直穿过了挡风镜区域正中的位置。结合日常经验不难发现，小型机动车挡风镜下延ab宽度约为车牌宽度的3倍。若认为直线1、r将挡风镜区域垂直分割成三部分，则中间部分的上下边缘即线段hg、ef等长，左右两部分的上边缘长度约为下边缘长度的2/3,即dh=2/3ae、gc=2/3fb。在实现的软件系统中进行大量测试后，绝大部分小型轿车和面包车均符合这一特点，大型车则有一定偏差。所以，上述方法可以较好的应用在小型车辆挡风镜区域垂直定位上，大型车可以分开另作处理。通过2.2节中获取的车牌边界坐标yL、yR

7、、xD、xU,可以计算出车牌在水平方向上的长度HD(HorizontalDistance)=yR-yL，车牌在垂直方向上的宽度VD(VerticalDistance)=xD-xU。根据上述规律，将挡风镜下边缘中部线段L2向水平左、右两个方向各扩展长度HD，将挡风镜上沿中部线段L1像两侧各扩展长度2/3HD，记录Y方向的4个纵坐标ULM、DLM、URM、DRM,并以绿线进行标记，如图3。3.2基于扫描统计方法的挡风镜区域水平定位图3中车牌垂直边缘的延长线Ll、L2并没有提供有关挡风镜区域水平方向的信息，所以仅通过车牌定位完成挡风镜区域的水平定位有较

8、大困难。本文设计了一种基于扫描图像局部区域进行白点统计的水平定位算法。经前几步处理后的车辆图像已经是二值化图像，只包含白色与黑色信息，其