自然場(chǎng)景下基于深度學(xué)習(xí)的車(chē)牌識(shí)別方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-27 10:15
作為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分,自動(dòng)車(chē)牌識(shí)別技術(shù)一直是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展,平安城市、無(wú)人駕駛等領(lǐng)域?qū)?chē)牌識(shí)別技術(shù)新需求的提出,以及智能手機(jī)、移動(dòng)終端設(shè)備拍攝得到的復(fù)雜車(chē)牌圖像所帶來(lái)挑戰(zhàn)的升級(jí),車(chē)牌識(shí)別面臨著新的挑戰(zhàn),同時(shí)也帶來(lái)了新的研究契機(jī)。近年來(lái),針對(duì)車(chē)牌識(shí)別的研究層出不窮,但大多數(shù)方法未能全面細(xì)致地分析自然場(chǎng)景下車(chē)牌圖像的特點(diǎn);趥鹘y(tǒng)特征的方法識(shí)別速度較快,但多用于受控條件下的車(chē)牌圖像,對(duì)于場(chǎng)景變化因素魯棒性不強(qiáng);基于深度學(xué)習(xí)的方法通過(guò)對(duì)大量樣本進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí),能夠在多變的自然環(huán)境中表現(xiàn)出更好的效果,但很少考慮到自然場(chǎng)景下車(chē)牌變形不規(guī)則的問(wèn)題,存在很大的改進(jìn)空間。自然場(chǎng)景下復(fù)雜環(huán)境的干擾、車(chē)牌圖像質(zhì)量參差不齊、車(chē)牌形狀變形不規(guī)則和不同國(guó)家的設(shè)計(jì)規(guī)則等影響因素的存在,使得車(chē)牌識(shí)別具有非常大的挑戰(zhàn)性。為了提升自然場(chǎng)景下車(chē)牌識(shí)別的整體識(shí)別效果,本文充分考慮車(chē)牌的形狀特征,提出了一種自然場(chǎng)景下變形車(chē)牌檢測(cè)模型DLPD-Net,并在此基礎(chǔ)上提出了一個(gè)完整的車(chē)牌檢測(cè)與識(shí)別系統(tǒng)。本文的主要工作如下:(1)針對(duì)車(chē)牌識(shí)別方法進(jìn)行了總結(jié)與分析。詳細(xì)描述并分析了近年來(lái)的車(chē)牌...
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
車(chē)輛的基本信息Figure1.1Basicinformationofavehicle
第一章緒論3升使得人們生活的各方各面都變得越來(lái)越便利,如遠(yuǎn)程溝通、移動(dòng)支付和圖像拍攝等,同時(shí)也使得人們不再局限于攝像頭這一單一的拍攝設(shè)備,導(dǎo)致圖像拍攝場(chǎng)景將變得更加廣泛,角度更加多樣,拍攝到的圖像也會(huì)隨之變得更加復(fù)雜。無(wú)人駕駛的發(fā)展與車(chē)牌圖像采集設(shè)備的多樣化勢(shì)必將對(duì)車(chē)牌識(shí)別提出更多的需求與更高的挑戰(zhàn),在這些因素的推動(dòng)下,ALPR技術(shù)的研究工作面臨著以下的困難與挑戰(zhàn):(1)圖像質(zhì)量參差不齊。由于拍攝設(shè)備不同,不同的相機(jī)、手機(jī)拍攝得到的車(chē)牌圖像分辨率或高或低,如圖1.2(a)所示。(2)復(fù)雜環(huán)境影響。圖像中存在諸如建筑標(biāo)志、商鋪招牌和廣告語(yǔ)等復(fù)雜背景干擾因素;強(qiáng)光條件下會(huì)導(dǎo)致車(chē)牌圖像對(duì)比度較差,弱光條件下無(wú)法保證有可借助的輔助光源,導(dǎo)致車(chē)牌圖像細(xì)節(jié)丟失,難以確定車(chē)牌顏色;車(chē)牌圖像易受雨雪等惡劣天氣的影響,如圖1.2(b)所示。(3)拍攝距離與視角不固定,F(xiàn)實(shí)ALPR應(yīng)用中采集設(shè)備的多樣性,如利用手機(jī)或移動(dòng)交通執(zhí)法終端進(jìn)行車(chē)牌識(shí)別時(shí),其拍攝距離與視角并不確定,因此導(dǎo)致車(chē)牌在圖像中的占比與角度不固定,甚至?xí)l(fā)生扭曲,導(dǎo)致車(chē)牌圖像存在各種不規(guī)則的變形,如圖1.2(c)所示。(4)不同國(guó)家間車(chē)牌設(shè)計(jì)規(guī)則不同。不同國(guó)家或地區(qū)的車(chē)牌其底色、尺寸、文字及文字排列規(guī)則有所不同,如圖1.2(d)所示。圖1.2自動(dòng)車(chē)牌檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)難點(diǎn)Figure1.2Thedifficultiesinautomaticlicenseplatedetectionandrecognitiontechnology綜上所述,自動(dòng)車(chē)牌識(shí)別技術(shù)在智能交通系統(tǒng)、平安城市中均發(fā)揮著重要作用,而無(wú)人駕駛的發(fā)展與車(chē)牌圖像采集設(shè)備的多樣化對(duì)車(chē)牌識(shí)別提出了更高的挑
合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文4戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)都需要自動(dòng)車(chē)牌識(shí)別技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,為車(chē)牌識(shí)別技術(shù)帶來(lái)了新的研究契機(jī)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀A(yù)LPR的任務(wù)是在圖像中尋找和識(shí)別車(chē)牌,通常分為三個(gè)子任務(wù):車(chē)輛檢測(cè)、車(chē)牌檢測(cè)和車(chē)牌字符識(shí)別。首先通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)子任務(wù)獲取圖像中的車(chē)輛區(qū)域,然后利用車(chē)牌檢測(cè)子任務(wù)將車(chē)牌區(qū)域圖像從車(chē)輛區(qū)域中抓取出來(lái),再通過(guò)車(chē)牌字符識(shí)別子任務(wù)識(shí)別車(chē)牌區(qū)域圖像中的字符,最后排列得到最終的車(chē)牌號(hào)碼,如圖1.3所示,出于保護(hù)個(gè)人隱私考慮,圖中車(chē)輛與車(chē)牌并不對(duì)應(yīng)。下面將從車(chē)輛檢測(cè)、車(chē)牌檢測(cè)和車(chē)牌字符識(shí)別三個(gè)方面來(lái)分析ALPR技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。圖1.3自動(dòng)車(chē)牌檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)通用流程Figure1.3Generalprocedureofautomaticlicenseplatedetectionandrecognitiontechnology1.2.1車(chē)輛檢測(cè)車(chē)輛檢測(cè)是自動(dòng)車(chē)牌識(shí)別的第一步,利用車(chē)牌均懸掛于車(chē)輛前側(cè)或后側(cè)這一先驗(yàn)知識(shí),在檢測(cè)車(chē)牌前首先定位車(chē)輛所在位置能夠有效降低車(chē)牌檢測(cè)的難度、提升車(chē)牌檢測(cè)的準(zhǔn)確率。車(chē)輛常常作為目標(biāo)檢測(cè)任務(wù)中的基礎(chǔ)目標(biāo),因此利用現(xiàn)有的目標(biāo)檢測(cè)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的檢測(cè)是簡(jiǎn)單且有效的。傳統(tǒng)目標(biāo)檢測(cè)算法中,研究人員大都通過(guò)三個(gè)階段實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè):區(qū)域選擇、特征提取和分類(lèi)。由于目標(biāo)可能存在于圖像中任意位置,且目標(biāo)大小與長(zhǎng)寬比也不固定,因此傳統(tǒng)算法常采用滑動(dòng)窗口的策略窮舉出所有目標(biāo)可能出現(xiàn)的位置,再使用LBP[1]、HOG[2]或SIFT[3]等手工描述子提取特征,最后使用SVM[4]或AdaBoost[5]分類(lèi)器對(duì)提取到的特征進(jìn)行分類(lèi)。但是這種策略時(shí)間復(fù)雜度太高,容易產(chǎn)生大量的冗余窗口,嚴(yán)重影響算法的速度和性能,使得目標(biāo)檢測(cè)的發(fā)展一度陷入瓶頸。2012年,AlexKrizhevsky提出的AlexNet[6]在ImageNet[7]賽事?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]計(jì)算機(jī)多尺度輔助定位車(chē)牌算法[J]. 魏亭,邱實(shí),李晨,王銳. 電子學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]多信息融合的快速車(chē)牌定位[J]. 王永杰,裴明濤,賈云得. 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]深度學(xué)習(xí)模型的高效訓(xùn)練算法研究[D]. 陳凱.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
本文編號(hào):3252656
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:64 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
車(chē)輛的基本信息Figure1.1Basicinformationofavehicle
第一章緒論3升使得人們生活的各方各面都變得越來(lái)越便利,如遠(yuǎn)程溝通、移動(dòng)支付和圖像拍攝等,同時(shí)也使得人們不再局限于攝像頭這一單一的拍攝設(shè)備,導(dǎo)致圖像拍攝場(chǎng)景將變得更加廣泛,角度更加多樣,拍攝到的圖像也會(huì)隨之變得更加復(fù)雜。無(wú)人駕駛的發(fā)展與車(chē)牌圖像采集設(shè)備的多樣化勢(shì)必將對(duì)車(chē)牌識(shí)別提出更多的需求與更高的挑戰(zhàn),在這些因素的推動(dòng)下,ALPR技術(shù)的研究工作面臨著以下的困難與挑戰(zhàn):(1)圖像質(zhì)量參差不齊。由于拍攝設(shè)備不同,不同的相機(jī)、手機(jī)拍攝得到的車(chē)牌圖像分辨率或高或低,如圖1.2(a)所示。(2)復(fù)雜環(huán)境影響。圖像中存在諸如建筑標(biāo)志、商鋪招牌和廣告語(yǔ)等復(fù)雜背景干擾因素;強(qiáng)光條件下會(huì)導(dǎo)致車(chē)牌圖像對(duì)比度較差,弱光條件下無(wú)法保證有可借助的輔助光源,導(dǎo)致車(chē)牌圖像細(xì)節(jié)丟失,難以確定車(chē)牌顏色;車(chē)牌圖像易受雨雪等惡劣天氣的影響,如圖1.2(b)所示。(3)拍攝距離與視角不固定,F(xiàn)實(shí)ALPR應(yīng)用中采集設(shè)備的多樣性,如利用手機(jī)或移動(dòng)交通執(zhí)法終端進(jìn)行車(chē)牌識(shí)別時(shí),其拍攝距離與視角并不確定,因此導(dǎo)致車(chē)牌在圖像中的占比與角度不固定,甚至?xí)l(fā)生扭曲,導(dǎo)致車(chē)牌圖像存在各種不規(guī)則的變形,如圖1.2(c)所示。(4)不同國(guó)家間車(chē)牌設(shè)計(jì)規(guī)則不同。不同國(guó)家或地區(qū)的車(chē)牌其底色、尺寸、文字及文字排列規(guī)則有所不同,如圖1.2(d)所示。圖1.2自動(dòng)車(chē)牌檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)難點(diǎn)Figure1.2Thedifficultiesinautomaticlicenseplatedetectionandrecognitiontechnology綜上所述,自動(dòng)車(chē)牌識(shí)別技術(shù)在智能交通系統(tǒng)、平安城市中均發(fā)揮著重要作用,而無(wú)人駕駛的發(fā)展與車(chē)牌圖像采集設(shè)備的多樣化對(duì)車(chē)牌識(shí)別提出了更高的挑
合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文4戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)都需要自動(dòng)車(chē)牌識(shí)別技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,為車(chē)牌識(shí)別技術(shù)帶來(lái)了新的研究契機(jī)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀A(yù)LPR的任務(wù)是在圖像中尋找和識(shí)別車(chē)牌,通常分為三個(gè)子任務(wù):車(chē)輛檢測(cè)、車(chē)牌檢測(cè)和車(chē)牌字符識(shí)別。首先通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)子任務(wù)獲取圖像中的車(chē)輛區(qū)域,然后利用車(chē)牌檢測(cè)子任務(wù)將車(chē)牌區(qū)域圖像從車(chē)輛區(qū)域中抓取出來(lái),再通過(guò)車(chē)牌字符識(shí)別子任務(wù)識(shí)別車(chē)牌區(qū)域圖像中的字符,最后排列得到最終的車(chē)牌號(hào)碼,如圖1.3所示,出于保護(hù)個(gè)人隱私考慮,圖中車(chē)輛與車(chē)牌并不對(duì)應(yīng)。下面將從車(chē)輛檢測(cè)、車(chē)牌檢測(cè)和車(chē)牌字符識(shí)別三個(gè)方面來(lái)分析ALPR技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。圖1.3自動(dòng)車(chē)牌檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)通用流程Figure1.3Generalprocedureofautomaticlicenseplatedetectionandrecognitiontechnology1.2.1車(chē)輛檢測(cè)車(chē)輛檢測(cè)是自動(dòng)車(chē)牌識(shí)別的第一步,利用車(chē)牌均懸掛于車(chē)輛前側(cè)或后側(cè)這一先驗(yàn)知識(shí),在檢測(cè)車(chē)牌前首先定位車(chē)輛所在位置能夠有效降低車(chē)牌檢測(cè)的難度、提升車(chē)牌檢測(cè)的準(zhǔn)確率。車(chē)輛常常作為目標(biāo)檢測(cè)任務(wù)中的基礎(chǔ)目標(biāo),因此利用現(xiàn)有的目標(biāo)檢測(cè)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的檢測(cè)是簡(jiǎn)單且有效的。傳統(tǒng)目標(biāo)檢測(cè)算法中,研究人員大都通過(guò)三個(gè)階段實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè):區(qū)域選擇、特征提取和分類(lèi)。由于目標(biāo)可能存在于圖像中任意位置,且目標(biāo)大小與長(zhǎng)寬比也不固定,因此傳統(tǒng)算法常采用滑動(dòng)窗口的策略窮舉出所有目標(biāo)可能出現(xiàn)的位置,再使用LBP[1]、HOG[2]或SIFT[3]等手工描述子提取特征,最后使用SVM[4]或AdaBoost[5]分類(lèi)器對(duì)提取到的特征進(jìn)行分類(lèi)。但是這種策略時(shí)間復(fù)雜度太高,容易產(chǎn)生大量的冗余窗口,嚴(yán)重影響算法的速度和性能,使得目標(biāo)檢測(cè)的發(fā)展一度陷入瓶頸。2012年,AlexKrizhevsky提出的AlexNet[6]在ImageNet[7]賽事?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]計(jì)算機(jī)多尺度輔助定位車(chē)牌算法[J]. 魏亭,邱實(shí),李晨,王銳. 電子學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]多信息融合的快速車(chē)牌定位[J]. 王永杰,裴明濤,賈云得. 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]深度學(xué)習(xí)模型的高效訓(xùn)練算法研究[D]. 陳凱.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
本文編號(hào):3252656
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