1.一种基于行分割线的黄色双行车牌字符分割方法,其特征在于包含如下步骤:步骤1:将定位得到的车牌图像归一化到固定尺寸w*h,其中w表示图像宽度,h表示图像高度,单位均为像素;
步骤2:对车牌图像依次进行灰度化、灰度拉伸、中值滤波、OTSU二值化、水平倾斜矫正和垂直倾斜矫正,得到车牌二值图像记为I,并将图像I在像素坐标(x,y)处的灰度值记为I(x,y);
步骤3:对图像I,定位双行车牌的行分割线,具体步骤为:步骤3.1:设定图像感兴趣区域,具体如下:在图像I中选取定位行分割线的感兴趣区域R(x1,y1,x2,y2),其中,(x1,y1)表示区域R左上角坐标,(x2,y2)表示区域R右下角坐标;
步骤3.2:基于感兴趣区域R计算图像的水平投影,得到集合H={xi|i=1,2,3…,n},其中,xi表示第i行的白色像素点个数,n表示投影区域的行数,即n=y2‑y1;
步骤3.3:从集合H中定位行分割线,具体如下:首先根据公式(1)计算得到所有的波谷集合V={(Lj,Rj)|j=1,2,…,m};从波谷集合V中挑选出符合式(2)的λ个波谷构成的集合B={(Lj,Rj)|j=1,2,…,λ},若集合 则定位行分割线失败,跳转步骤8),否则根据公式(3)将集合B中元素一一映射到集合Y={li|i=1,2,…,λ},然后根据公式(4)从Y中选出使dec取最小值的元素作为行分割线Lcut;
Tmin<|Rj‑Lj|<Tmax,j=1,2,...,m (2)dec=|lj‑Hcut|,j=1,2,...,λ (4)其中,Tbg表示波谷阈值,xk为集合H中第k个元素,Lj表示波谷j的左边界,Rj表示波谷j的右边界,Tmin表示波谷最小宽度,Tmax表示波谷最大宽度,lj表示集合B中第j个元素对应的分割线表达式,Hcut表示水平分割线位置的经验值,dec表示集合Y中第j个元素与水平分割线经验值的误差;
步骤4:对图像I进行黄色双行车牌字符粗分割,具体步骤为:步骤4.1:在图像I的上下左右边界位置分别添加s个像素的黑色掩膜,得到图像G;再根据步骤3中得到的行分割线Lcut将G分为上下两部分,分别为Gup和Gdown,用wu和hu分别表示Gup的宽和高,用wd和hd分别表示Gdown的宽和高;
步骤4.2:对Gdown进行形态学开运算,然后提取图像中所有满足条件的连通域,按序构建由其最小外接矩形所组成的集合C;
步骤4.3:预处理集合C中的元素,得到车牌下半部分的粗分割字符集合,具体如下:循环遍历C中所有的元素,记Recti和Recti+1为两相邻元素,若满足下列条件之一:1)|Recti.x‑Recti+1.x|<β;2)|Recti+1.x‑Recti.x|<β;3)|Recti.y+Recti.h‑Recti+1.y|<β;4)|Recti+1.y+Recti+1.h‑Recti.y|<β,则将二者合并为一个元素,将合并后元素的最小外接矩形加入到新的集合C1,直到集合C1的元素个数不再增加,记C1={cj|j=1,2,…,nc1};其中,nc1表示C1中的元素个数,β表示断裂阈值;
步骤4.4:计算得到车牌上半部分的粗分割字符集合,具体如下:首先用K5x5卷积核对Gup进行形态学闭运算,然后基于感兴趣区域R2(x3,y3,x4,y4)对Gup计算竖直投影,接着利用与步骤3)相同的原理寻找投影图中的波峰及其左右边界,然后取波峰宽度作为元素宽度,取高度为1,得到集合C2={cj|j=1,2,…,nc2},若nc2=0,则跳转步骤8;若nc2=1,则跳转步骤
6);否则,按序执行步骤5);其中,nc2表示C2中的元素个数,K5x5表示卷积核尺寸为5×5,(x3,y3)表示区域R2左上角坐标,(x4,y4)表示区域R2右下角坐标;
步骤5:利用字符等间距准则,对粗分割结果C1和C2进行调优,具体步骤为:步骤5.1:过滤上行车牌字符集合C2,具体如下:记C1所有元素的最小左边界和最大有边界分别为Lc1,Rc1;若nc2=2,将C2中的元素加入到集合C3中;根据公式(5),从C2中选出使dis
其中,ci和cj为集合C2的元素,且1≤i
步骤5.2:过滤下行车牌字符集合C1,具体如下:集合C3中有且仅有两个元素矩形框,计算两矩形框的形心Po1和Po2,连接Po1和Po2得到连线段Lc,记线段Lc中点为Pu,长度为Du,过Po1和Po2分别作两条垂线Lul和Lur,过Lc作中垂线Lu;对集合C1,首先找到与Lu相交的所有元素,将其加入到集合C4中,记集合C4的元素个数为nC4,若nC4=0,则跳转步骤8),否则,继续执行下面的操作;接着找到与Lul和Lur相交的左顶点纵坐标较小的元素,将其加入到集合C4中,若nC4=1或nC4>2,则跳转步骤8);若nC4=2,则以集合C4的第一个元素矩形框RC41的形心PC41为对称中心,生成另一个元素RC42的对称元素RC43,并将RC43加入集合C4;然后分别以RC42和RC43为中心,生成第一个元素RC41的对称元素RC44和RC45;若RC44或RC45与集合C1中的所有元素矩形无重叠部分,则跳转步骤8),否则将RC44与RC45加入到集合C4;
步骤5.3:对二次分割结果C3和C4执行归一化操作,具体如下:首先,对集合C4,按去掉一个最小值和一个最大值的策略,分别计算得到C4中剩余元素矩形的平均宽度 与高度接着,对C4中每一个元素矩形ci,以元素矩形框中心点 为标准,分别向上下扩展 向左右扩展 得到新矩形 用新生成
的矩形 代替原矩形ci;然后,对集合C3,按由黄色双行车牌规格推导得到的公式(7),计算得到第一行车牌字符的宽度 与高度 最后,对C4中所有元素矩形,以元素矩形框中心点为标准,分别向上扩展 向左右扩展 用新生成的矩形代替原矩形,跳转到步骤7);
步骤6:在步骤4.4)粗分割失败的情况下,更换分割策略,首先对Gdown的分割结果进行调整,然后重定位Gup中的字符,得到集合C7={Od1,Od2};
步骤7:利用区域最大准则完成最终分割,具体如下:定义集合Cu为集合C3和C7中非空的集合,Cd为集合C4和C6中非空的集合;首先取Image=Gup,对 基于cOu得到集合Csu={ci|ci.x=cOu.x+2*(i‑5)&&ci.y=cOu.y+2(i‑5)&&ci.w=cOu.w&&ci.h=cOu.h,i=1,
2,…,9};对所有cNu∈Csu,将cNu代入式(12)中的roi,计算得到对应的Pw;选择使得Pw取最大值的cNu替换原集合Cu中的cOu;然后取Image=Gdown,对 基于cOd得到集合Csd={ci|ci.x=cOd.x+2*(i‑3)&&ci.y=cOd.y+2(i‑5)&&ci.w=cOu.w&&ci.h=cOu.h,i=1,2,…,9};对所有cNd∈Csd,将cNd代入式(11)中的roi,计算得到对应的Pw;选择使得Pw取最大值的cNd替换原集合Cd中的cOd;
其中,Copy(Image,roi)表示从Image裁剪roi区域,得到Iroi子图,Iroi.w和Iroi.h分别表示子图Iroi的宽和高,NZC(Iroi)表示对图像Iroi统计非零像素点个数,Pw表示子图Iroi得中非零像素占比;
步骤8:取最终字符分割结果集合Cf=Cu∪Cd,若 或者Cf集合元素个数不等于7,则分割失败,否则按集合Cf裁剪G上对应的子图,得到字符分割结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于行分割线的黄色双行车牌字符分割方法,其特征在于步骤4.2)中的按序构建由其最小外接矩形所组成的集合C的具体过程如下:找到所有字符连通域的最小外接矩形,构成集合C={ci|i=1,2,…,nc},集合C必须满足条件:1)Ta
3.根据权利要求1所述的一种基于行分割线的黄色双行车牌字符分割方法,其特征在于步骤6中的更换分割策略得到集合C7={Od1,Od2},具体步骤如下:步骤6.1:首先用K3x3卷积核对Gdown进行形态学闭运算,然后基于感兴趣区域R3(x5,y5,x6,y6)对Gdown计算竖直投影,接着在去掉最小高度和最大高度后计算集合C1中元素的平均高度 再利用与步骤3)相同的原理寻找投影图中的波峰及其左右边界,然后取波峰左边界为元素矩形左上角横坐标,取0为元素矩形左上角纵坐标,取波峰左右边界截距作为元素矩形的宽度,取 为元素矩形的高度,得到集合C5={cj|j=1,2,…,nc5};其中,(x5,y5)表示区域R3左上角坐标,(x6,y6)表示区域R3右下角坐标;
步骤6.2:若nc1
1,2,…,nc6};若nc1≥nc5,C6=C1;
其中,∩运算表示取两矩形区域的重叠部分矩形;
步骤6.3:将集合C6调整到nc6=5,具体如下:若nc6<5,根据现有元素矩形的间距,向集合C6插入新元素矩形,插入的约束条件如下:1)各元素矩形不重叠;2)元素矩形不超出图像边界;3)有多种插值方案时,选取插入后构成的五个矩形区域总面积占比最大的一种;4)新插入的元素矩形高度为现有元素的平均值;5)新插入的元素矩形宽度为现有元素的平均值;
若nc6>5,计算元素左边界最小值和右边界最大值和平均高度,按公式(9)生成5个等宽高的新元素重新构建集合C6={b1,b2,b3,b4,b5};
其中,d表示字符区域的等分间距,lm表示C6所有元素矩形的最小左边界,rm表示C6所有元素矩形的最大右边界,havg表示集合C6内所有元素矩形的平均高度,Rtg(p1,p2,p3,p4)用于矩形的记法,p1、p2、p3和p4从依次表示矩形框的左上角横坐标、左上角纵坐标、宽度和高度,bi表示一个矩形元素;
步骤6.4:基于集合C6构建第一行字符集合C7,具体如下:首先,对集合C6,按去掉一个最小值和一个最大值的策略,计算得到C6中剩余元素的平均宽度 与高度 接着,对C6中所有元素矩形,以元素矩形框中心点为标准,分别向上下扩展 向左右扩展 用新生成的矩形代替原矩形;然后利用公式(10)和(11)计算得Od1和Od2并加入新的集合C7,即C7={Od1,Od2}:
其中,Od1和Od2分别表示两个字符的最小外接矩形,co2和co4分别表示集合C6的第2和第4个元素。