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毕业论文:基于DSP的数字图像处理技术研究与设计

发表时间:2017-4-26 6:55:19

基于DSP的数字图像处理技术研究与设计
Digital image processing technology research and design based on DSP

学院(部): 电气与信息工程学院
专业班级: 通信13-1
学生姓名:
指导教师: **教授

2017 年 5 月 28 日
基于DSP的数字图像处理技术研究与设计

摘要

经济的不断发展促使汽车数量与日俱增。车牌识别系统成为现代智能交通管理的必然趋势。由于车牌清晰程度、拍摄方式以及环境等因素的影响,常常会给车牌自动识别造成一定的干扰。所以,车牌自动识别系统的一大难题就是在复杂的背景中快且准地对车牌信息进行定位。
本文在软件设计部分对车牌识别的车牌定位、字符分割和字符识别三个组成部分进行研究。在车牌定位中采用基于车牌彩色信息的彩色分割方法对车牌进行定位。字符分割则是其他两部分的的桥梁,其采用查询存在连续文字块的方法,对车牌字符进行分割。字符识别关系着整个系统的成败,提取字符的加权组合特征,利用模板匹配法进行汽车牌照的字符识别。
在硬件设计方面主要将车牌识别系统的实验研究与TMS320DM642 DSP芯片的硬件结构结合在一起,探究车牌识别系统与DSP硬件系统之间的内在联系,并对其进行设计。这对DSP技术、车牌识别系统的研究、开发与产业化发展具有无法比拟的作用。


关键词:数字图像处理,DSP,车辆牌照识别,二值化,字符分割,字符识别

Digital image processing technology research and design based on DSP

ABSTRACT


The number of cars is becoming more and more due to the continuous development of the economy. License plate recognition system has become an inevitable trend of modern intelligent traffic management. Automatic license plate recognition is often interfered, because of the clarity of the license plate, the shooting mode and environmental factors. Therefore, the problem of automatic license plate recognition system is to locate the license plate information quickly and accurately in complex background.
In the software design of this paper, the LPR which is made up of license plate location, character segmentation and character recognition were studied. In the license plate location, the license plate is based on the color information of the license plate. The character segmentation which is the bridge of other two parts uses the method of continuous block of text to segment the license plate. The character recognition is the success of the whole system. Character recognition of vehicle license is carried out by template matching.
In the hardware design, the experimental study of the license plate recognition system is combined with the hardware structure of the DSP TMS320DM642 chip. Explore the intrinsic link between the license plate recognition system and the hardware system of DSP, and design it. This research has the incomparable function for the DSP technology and the license plate recognition system.


Keywords: digital image processing, dsp, vehicle license plate recognition, binarization, character segmentation, character recognition
目录

摘要(中文) I
摘要(英文) Ⅱ
目录 i
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 课题背景与意义 1
1.3 国内外研究现状 2
1.4 目前存在的问题 2
1.5 论文的主要内容 4
2 图像处理技术 5
2.1 数字图像处理的简述 5
2.1.1 什么是数字图像处理 5
2.1.2 数字图像处理的发展历程 5
2.2 数字图像处理的特点及应用 6
2.2.1 数字图像处理的优缺点 6
2.2.2 数字图像处理的应用领域 7
2.3 数字图像处理的基本步骤 8
2.4 数字图像处理存在的突出问题 8
3 车辆牌照识别系统 10
3.1 车牌识别系统简介 10
3.2 车牌定位 11
3.2.1车牌定位简述 11
3.2.2 图像的灰度化 12
3.2.3 灰度校正 13
3.2.4 图像的边缘检测 14
3.2.5 图像的二值化 15
3.2.6 滤波 16
3.2.7 车牌定位 16
3.3 字符分割 17
3.4 车牌字符识别 18
4 基于DSP的车牌识别系统硬件设计 21
4.1 车牌识别系统概况 21
4.2 DSP简述 21
4.2.1 什么是DSP 21
4.2.2 DSP的出现和发展 21
4.2.3 DSP芯片的分类 22
4.2.4 DSP的特点 22
4.2.5 DSP的优缺点 23
4.2.6 DSP的应用领域 23
4.3 本文所用DSP芯片简介 24
4.3.1 TMS320C6000系列DSP芯片介绍 24
4.3.2 TMS320DM642概述 24
4.4 车牌识别系统的设计 26
4.4.1 车牌识别系统硬件设计 27
4.4.2 SAA7113 27
4.4.3 UART 27
4.4.4 MAX232芯片介绍 28
4.4.5 FPGA 28
4.4.6 SDRAM 28
4.4.7 SENSOR 28
4.4.8 FLASH 29
5论文总结 30
参考文献 31
附录: 32
致谢 42

1绪论
1.1 引言
随着科学技术的不断发展和相关理论的不断完善,数字图像处理技术得到越来越广泛的关注,信号处理也由传统的模拟信号处理转化为数字信号处理。从而为交通管理智能化提供了有力保障。而车牌识别技术作为现代智能化交通管理的关键,自然得到越来越广泛的发展。
1.2 课题背景与意义
随着科学水平的不断进步,全球智能化和信息化时代的到来,使得智能交通系统成为现代交通管理的必然趋势。车牌自动识别技术作为现代智能化交通系统中备受青睐的研究领域。在城市道路、收费站、停车场以及高速公路都是其用武之地,汽车牌照的自动识别系统大大提高了交通系统的管理水平和自动化水平,并兼具安全,高效以及巨大的经济效益,对其起着无法比拟的作用。他是交通管理系统从传统向智能化发展的一次伟大跨越。其应用范围广泛,主要体现在:
1.交通监控。在相应的交通路段通过车牌识别系统的监测设备对车辆的交通信息进行监控,以避免和观察交通状况。其还能够结合一些类似的速度检测器,对违速行驶的车辆进行监测,一经测得即通过相关拍摄设备采集车辆信息以提取车牌号并且对其发出警告信号。
2.事故自动测报。主要是在高速公路上该车牌识别系统能够实时监控路面状况和对车辆的流动指标实时监测,以便能够即时的处理排队、违速、交通堵塞以及事故等不正常的交通情况。
3.不停车检查。通过该系统对车牌号码进行提取并从数据库中调出该车的相关信息,以发现未交养路费的车辆或在一些特殊单位(如军用部门、保密单位等)、公路路桥收费站、住宅小区区等对于需要自动放行的车辆驱动相关机器令其通过。如果与同一型号的车辆测速器结合使用,能够快速测得与汽车型号不一致的车牌车辆。
4.车辆定位。通过该识别系统提取车牌信息以对被盗车辆实现追踪定位。由于该系统能够预防、发现以及追踪被执法部门列入“黑名单”的车辆的重要作用,使其成为交通安全和城市治安的有力保障。将车牌识别系统应用于停车场、公路收费站以及高峰路段,用以对通缉的车辆进行排查;对车辆高峰期的收费站排队以及交通拥堵问题进行处理;对路桥关口、车辆停放场所以及高速公路的收费监管提供有力保障;对交通单位的车辆信息以最简单地方式与互联网进行连接。以达到对车辆据统计的智能化,查询不清楚等相关问题进行处理。
1.3 国内外研究现状
对车牌识别技术的研究起源于国外,早在20世纪80年代国外就着手对其进行了零零散散的探究,但由于当时科技水平的限制,对车牌技术的研究并不能建立一个相对完整的体系,而仅仅是停留在某一具体的问题上,仅仅只能是在实验室中完成。并且识别过程要经过相当多的数值计算,满足不了实时性条件。即使利用简便的图像处理技术,仍然有必要对最后接入进行人为干预。90年代后,对车牌识别系统详细完整以及全面的研究逐渐步入正轨。典型的代表有A.S.Johnson等相关研究人员在1990年基于图像和视觉技术提出的包括图像分割、特征提取和模板构造、字符识别等三个模块组成的车辆牌照自动识别系统。包括R.A.Lotufo在内的若干研究人员与1990年利用基于视觉的字符识别技术对得到的图像进行分析处理,首先将车牌在经过二值转化后的图像中找出,之后通过边界追踪技术对车牌特征进行提取,接着通过相关分类器将提取到的车牌信息同字符库中的最正确字符进行对比,获得单一或多个汽车牌照的候选号码,最后对这些号码进行核查以确保最终找出的车牌号码的准确性。由于这一时期的研究仅关注与车牌号码识别的正确率而忽视了实时性的要求,从而车牌号码的识别效率有待进一步提高。
完成车辆牌照的精确定位后后续的主要工作就是如何对车牌中的存在的相关字符信息进行分析确认。而我国的车牌自动识别系统由于包含了汉字,使其与国外的系统有很大的区别,因此对于国外的车牌自动识别系统我们不能照搬照抄而是只能作为参考。寻找一条实用的能够对车牌字符实现正确识别的处理方案迫在眉睫。虽然目前有很多方法应用于车牌识别系统,但由于其局限性以及实时性较差,其效果与实际相差甚远,很难应用于高速度、快节奏的现代化交通管理系统,所以对车牌系统的深入研究成为首要工作。值得欣喜的是我们只需要开拓字符识别中汉字的识别研究而对于字母和数字的识别我们可以借鉴外国的研究技术。
1.4 目前存在的问题
对车牌定位系统的研究最早起源与国外,我国也从20世纪90年代开始,逐渐 ……(未完,全文共32291字,当前仅显示了5041字。本文剩余内容已隐去,新文秘网www.wm114.cn正式会员可下载全文。请阅读下面提示信息。收藏《毕业论文:基于DSP的数字图像处理技术研究与设计》
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