基于zynq平台硬件加速的车牌识别技术及其应用研究

《基于zynq平台硬件加速的车牌识别技术及其应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION基于ZYNQ平台硬件加速的车牌识别技术论文题目：及其应用研究论文作者：王维学科：软件工程指导教师：黄樟钦教授论文提交日期：2017年5月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201425001密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：基于ZYNQ平台硬件加速的车牌识别技术及其应用研究英文题目：LICENSEPLATERECOGNITIONTECHN-OLOGYBASEDONTHE

2、HARDWAREA-CCELERATIONTECHNOLOGYONTHEZYNQ论文作者：王维学科：软件工程研究方向：嵌入式软件与系统申请学位：工学硕士指导教师：黄樟钦教授所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作

3、了明确的说明并表示了谢意。签名：王维日期：2017年5月31日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：王维日期：2017年5月31日导师签名：黄樟钦日期：2017年6月2日摘要摘要随着人们生活水平的提高和城市化的发展，城市日益严重的交通拥堵状况也渐渐成为了亟待解决的问题。车牌识别系统作为当今时代一种先进高效的交通管理手段，是近

4、几年交通领域的重要研究方向之一。然而传统PC平台的车牌识别技术因过高的成本，体积过大，功耗太高而不能得到广泛的应用。随着嵌入式开发技术和FPGA的飞速发展，其在图像处理领域的应用变得越来越普及，并且取得了显著的效果。它们具有轻便易携带、操作简单的特点，而且成本低廉。所以通过FPGA进行嵌入式车牌识别技术的研究，具有重大的研究价值和广阔的前景。本文研究了一些经典的车牌识别算法以及ZYNQ平台开发技术。首先，根据车牌区域的特点，通过对Soble算子的改进以及动态设置结构元素的方式来对车牌进行边缘检测和形态学处理，并结合车牌的几何特征来

5、完成车牌区域的提取；其次，对于车牌出现倾斜的现象，通过霍夫变换来校正，并通过减少像素点的统计数量的方式来对此方法进行适当的改进；然后，通过分析传统投影法的弊端，选择以计算像素列纵坐标极差的方式，绘制极差曲线，通过寻找极差数组中最小的七个数值的方式对字符进行分割；最后，分析了传统模板匹配法的三个不足之处，在结合数理统计中相关系数的数学意义的基础之上，构造标准化的相似度函数来衡量待识别字符和模板的相似度，完成车牌字符的识别。在算法研究的基础之上，以Zynq-7000系列中的ZYBO为硬件平台，提出了基于ZYNQ平台的车牌识别技术实现方

6、案。该平台由可编程逻辑(PL)和处理系统(PS)两部分组成。PL部分主要实现系统各模块的控制逻辑，例如图像数据的DMA传输控制等，并采用高层次综合工具Vivado_HLS实现车牌图像预处理的硬件加速；PS部分主要的工作是在ARMCortex-A9上运行Linux系统，对来自PL端的车牌图片进行后续处理并控制车牌图像预处理IP核。最后，对基于ZYNQ平台的车牌识别技术实现方案进行实验验证。实验采用一千张正常和复杂环境下的车牌图片，结果表明正常情况和复杂环境下车牌识别的效果良好，准确率较高。最后对图像预处理部分的时间进行硬件和软件方案

7、对比以及总体时间的对比，结果表明硬件方案的总体运行时间减少了两秒多。实验结果体现出了ZYNQ平台在图像处理领域高性能低功耗的优势。关键词：图像处理；模式识别；车牌识别；嵌入式；硬件加速-I-AbstractAbstractWiththeimprovementofpeople'slivingstandardandthedevelopmentofurbanization,theincreasinglyserioustrafficcongestionsituationinthecityhasgraduallybecomeanurgent

8、problemtobesolved.Asanadvancedandefficientmeansoftrafficmanagementofourera,licenseplaterecognitionsystemisoneoftheimportantr