【摘要】：車牌識(shí)別是智能交通系統(tǒng)中非常重要的基礎(chǔ)功能,應(yīng)用廣泛。目前標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景下的車牌識(shí)別算法相對(duì)已經(jīng)比較成熟,市場(chǎng)上主流的車牌識(shí)別系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景下的識(shí)別率都很不錯(cuò)。但是在很多應(yīng)用場(chǎng)景下,比如停車場(chǎng)出入口,車輛行駛方向不一,導(dǎo)致車牌在圖像中會(huì)出現(xiàn)大角度的傾斜。大角度的傾斜對(duì)車牌檢測(cè)有較大影響,會(huì)造成車牌的漏檢,同時(shí)也會(huì)造成字符粘連和字符擠壓變形,降低車牌字符的識(shí)別正確率。針對(duì)以上問題,本文對(duì)大角度傾斜車牌的檢測(cè)、矯正和字符識(shí)別算法進(jìn)行了深入研究,主要研究內(nèi)容包括:一、構(gòu)建了基于East網(wǎng)絡(luò)的精確車牌檢測(cè)算法。首先分析了對(duì)于大角度傾斜車牌應(yīng)用精確檢測(cè)(檢測(cè)車牌字符區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn))的必要性;其次實(shí)現(xiàn)了基于4個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)輸出的East網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),主要過程包括:一是將像素點(diǎn)到矩形四條邊的四通道距離輸出修改為到4個(gè)頂點(diǎn)的8通道距離輸出,二是使用4個(gè)頂點(diǎn)所圍成四邊形的最小外接矩形來計(jì)算IOU(交并比)。最后將此網(wǎng)絡(luò)模型用于車牌字符區(qū)域的精確檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)算法相比,本文算法在保證一般車牌檢測(cè)性能的基礎(chǔ)上,對(duì)大角度傾斜車牌的檢測(cè)效果有明顯的提升,精確率和召回率均達(dá)到了97%以上。二、提出了基于兩步傾斜矯正的車牌字符識(shí)別算法。首先利用得到的車牌區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)車牌進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換和透視變換,將大角度傾斜車牌圖像進(jìn)行矯正并橫向拉伸至合適大小,克服了由于大角度傾斜導(dǎo)致的字符粘連和字符擠壓變形等問題;然后從矯正后的車牌字符圖像中提取出車牌首位漢字,使用LeNet-5網(wǎng)絡(luò)對(duì)漢字進(jìn)行識(shí)別,提高漢字的識(shí)別率;最后使用CRNN網(wǎng)絡(luò)對(duì)后幾位車牌字符進(jìn)行端到端的字符識(shí)別,避免了傳統(tǒng)字符分割過程產(chǎn)生的誤差,并且能夠識(shí)別任意長度的車牌字符。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相對(duì)于使用CRNN網(wǎng)絡(luò)直接對(duì)傾斜車牌字符進(jìn)行識(shí)別,兩步傾斜矯正可以將識(shí)別率提高近10個(gè)百分點(diǎn),而首位中文識(shí)別網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)一步將識(shí)別率提升15個(gè)百分點(diǎn)至96.4%。
【圖文】：

對(duì)車牌Ｋ域的精確檢測(cè)是指在含有車牌的圖像中直接定位車牌字符丨ｘ：域四逡逑邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，輸出的檢測(cè)框是由四個(gè)頂點(diǎn)組成的圍繞車牌字符區(qū)域的？個(gè)四逡逑邊形，但不一定是矩形或者平行四邊形，如圖２－１所示。逡逑W逡逑圖２－１車牌字符區(qū)域精確檢測(cè)逡逑一般車牌檢測(cè)算法的檢測(cè)框是車牌區(qū)域的外接矩形，如下頁圖２－２所示。當(dāng)逡逑車牌傾斜不大的時(shí)候，比如圖２－２中（ａ）圖，可近似認(rèn)為是比較準(zhǔn)確的檢測(cè)效果。逡逑但是當(dāng)車牌傾斜角度較大時(shí)，比如圖２－２中（ｂ）圖，字符區(qū)域帶有仿射變換或者透逡逑視變換，此時(shí)用外接矩形來表示車牌區(qū)域顯然不太合適，首先無法根據(jù)得到的位逡逑置信息對(duì)車牌進(jìn)行傾斜矯正，其次即使不經(jīng)過矯正直接對(duì)傾斜比較大的車牌圖像逡逑進(jìn)行字符識(shí)別，識(shí)別率也不會(huì)很理想，這是因?yàn)楫?dāng)傾斜比較厲害時(shí)，字符粘連和逡逑９逡逑

發(fā)生火角度傾斜（可能帶有仿射變換或透視變換）的車牌，由于檢測(cè)框是車牌字逡逑符ＩＸ域的eA小外接旋轉(zhuǎn)矩形包圍框，并不能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出字符所在區(qū)域的頂點(diǎn)坐逡逑標(biāo)，依然無法解決車牌的變形問題。如圖２－６中（ａ）圖和（ｂ）圖所示，（ａ）圖表示傾逡逑斜車牌ＲＢＯＸ輸出結(jié)果，（ｂ）圖表示根據(jù)得到的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)后的車牌圖像。逡逑T以出，乍牌根據(jù)旋轉(zhuǎn)仂度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)矯正后，車牌字符依然是傾斜的。逡逑（ａ）傾斜車牌ＲＢＯＸ輸出結(jié)果邐（ｂ）旋轉(zhuǎn)后的車牌圖像逡逑圖２－６傾斜車牌ＲＢＯＸ輸出結(jié)果逡逑相對(duì)于ＲＢＯＸ輸出，，ＱＵＡＤ輸出是８個(gè)通道，通過合并平均最終能得到車逡逑牌字符區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)車牌區(qū)域的精確定位。不過，雖然Ｅａｓｔ算法逡逑的作者在文章中指出Ｅａｓｔ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包含有ＱＵＡＤ形式的輸出，但是在所有能找逡逑到的公開資料中，均只有ＲＢＯＸ輸出的具體實(shí)現(xiàn)，而沒有ＱＵＡＤ輸出的實(shí)現(xiàn)。逡逑因此本文作者按照自己對(duì)Ｅａｓｔ網(wǎng)絡(luò)接口的理解，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了邋ＱＵＡＤ輸出結(jié)構(gòu)，逡逑用來完成車牌字符區(qū)域四個(gè)頂點(diǎn)的檢測(cè)。逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;U495

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