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《基于fpga車牌識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、基于FPGA車牌識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：本文對(duì)傳統(tǒng)的以通用數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)為核心的車牌識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，介紹了一種新的基于fpga車牌識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過(guò)攝像頭采集汽車車牌圖像，經(jīng)過(guò)fpga核心處理器對(duì)圖像進(jìn)行處理，識(shí)別出車牌號(hào)，并通過(guò)lcd顯示。經(jīng)過(guò)調(diào)試運(yùn)行，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車牌識(shí)別的功能，可運(yùn)用于工程實(shí)踐。關(guān)鍵詞：fpga；車牌識(shí)別；圖像預(yù)處理；模板匹配【abstract】basedonthetraditionaldsp,measurementwasimproved.thearticlemainl
2、ystudiesthedesignandrealizationofvlprbasedonfpga.thesystemacquisitionstheautoplateimagethroughccdandprocessesitinthefpgachip,thenrecognizestheplateanddisplaysonthelcd.itrealizesthefunctionofvlprafterbeingdebugged,andthiscanbeusedintheengineeringprojects.【keyw
3、ords】fpga;vlpr;imageprocessing;modulematch0引言智能交通系統(tǒng)已成為當(dāng)前交通管理發(fā)展的重要方向,而車輛牌照識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺(jué)與模式識(shí)別在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的重要研究課題之一,有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景[1]。傳統(tǒng)的車輛牌照識(shí)別大多以pc平臺(tái)上的純軟件算法或dsp處理器為核心來(lái)實(shí)現(xiàn)。由pc機(jī)構(gòu)建的系統(tǒng)非小型化,在系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的方面存在不足,主要用于前期算法的研究;而以通用的數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)為核心的車牌識(shí)別系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)復(fù)雜,開(kāi)發(fā)調(diào)試?yán)щy,系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和升級(jí)性較差。本文所構(gòu)建
4、的車牌字符系統(tǒng)基于fpga平臺(tái),具有并行運(yùn)算能力強(qiáng)、接口邏輯豐富等特性,為構(gòu)建實(shí)時(shí)、便攜的車牌字符識(shí)別系統(tǒng)提供了一種有效、可行的解決方案。1系統(tǒng)概述系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)流程如下圖1所示。本系統(tǒng)主要采用xilinx公司的virtex-2pro開(kāi)發(fā)板為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),根據(jù)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能,將系統(tǒng)劃分為硬、軟件兩部分,硬件部分包括車牌采集和a/d轉(zhuǎn)換、車牌預(yù)處理等;軟件部分主要是在spartan-3efpga上使用microblaze軟核系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，并使用多模板匹配算法對(duì)車牌進(jìn)行識(shí)別,最后識(shí)別結(jié)果在lcd上顯示。2系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)本
5、系統(tǒng)主要由ccd攝像頭、圖像采集板、xc2vp30芯片、xccace芯片、以及l(fā)cd顯示器等組成。系統(tǒng)的工作原理是：由攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)通過(guò)圖像采集板進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以及轉(zhuǎn)換成相應(yīng)圖像格式進(jìn)行存儲(chǔ)，然后從存儲(chǔ)器中將信號(hào)送至xc2vp30芯片進(jìn)行車牌圖像處理，最終在lcd上以文本的形式顯示出由攝像頭拍攝的車牌號(hào)碼。3軟件算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)通過(guò)車牌軟件算法的研究，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真及fpga集成開(kāi)發(fā)環(huán)境ise編程實(shí)現(xiàn)車牌識(shí)別功能。3.1車牌定位技術(shù)車牌定位是車牌識(shí)別技術(shù)的核心技術(shù),本文所采用的車牌定位方法流程圖如圖3所示
6、。車牌定位算法步驟如下:(1)輸入采集到的彩色圖片(2)把彩色圖片轉(zhuǎn)化為256色灰度級(jí)的dib位圖灰度圖像(3)用基于空間分布的最大類間二值化方法將灰度圖像二值化(4)對(duì)二值化圖像進(jìn)行中值濾波處理(5)采用邊緣檢測(cè)算子來(lái)實(shí)現(xiàn)車牌區(qū)域和背景的分離(6)對(duì)處理后的圖像進(jìn)行逐行逐列掃描,確定車牌的上下左右邊界,并返回車牌所在位置,若不存在車牌則返回失敗。3.1.1圖像的灰度化在車牌識(shí)別技術(shù)中將圖像進(jìn)行灰度化處理，不僅不會(huì)大量損失車牌信息，并且由于灰度圖像包含的信息量比彩色圖像要小得多，處理起來(lái)也不必考慮車牌顏色不同的情
7、況，既簡(jiǎn)化了處理過(guò)程又不會(huì)影響識(shí)別精度?；叶然瘓D像可根據(jù)以下公式進(jìn)行[2]：v=r×0.3+g×0.6+b×0.1式中r、g、b分別是讀取的紅、綠、藍(lán)的分量值，v是計(jì)算出的每個(gè)像素的灰度值。然后，將像素的r、g、b三分量的值都設(shè)為v重新寫回內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)彩色圖像向灰度圖像(如圖4所示)的轉(zhuǎn)化。3.1.2圖像的二值化圖像的二值化(如圖5所示)就是把灰度圖像變成黑白圖像?；叶葓D像的二值化就是選取一個(gè)閾值，當(dāng)灰度值大于該閾值時(shí)令其為白點(diǎn)，否則為黑點(diǎn)。根據(jù)閾值選取的不同，二值化的算法分為固定閾值和自適應(yīng)閾值。一般來(lái)說(shuō)，固定閾
8、值容易導(dǎo)致車牌信息丟失，產(chǎn)生錯(cuò)誤的識(shí)別結(jié)果，所以自適應(yīng)閾值的靈活性比固定閾值的處理效果要好。在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了一種稱為雙峰法的自適應(yīng)閾值選擇方法[3]。雙峰法的原理是根據(jù)圖像由前景和背景組成，而前后二景都形成高峰，在雙峰之間的最低谷就是圖像的閾值所在。但是自適應(yīng)閾值可能會(huì)產(chǎn)生許多噪聲點(diǎn)。圖4灰度圖圖5二值圖3.1.3中值濾波灰度圖像本身含有較多的噪點(diǎn)，再加上二值化處理后的圖
