機(jī)號(hào)號(hào)牌字符分割算法設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

張邯陽(yáng)

【摘要】 號(hào)牌字符的傾斜校正是在機(jī)號(hào)區(qū)域的定位之后，不可或缺的重要過(guò)程，其校正的結(jié)果對(duì)之后的字符識(shí)別和字符分割影響很大。一般情況下拍攝到的飛機(jī)圖像，其機(jī)號(hào)區(qū)域是一個(gè)矩形，但是，在實(shí)際的應(yīng)用中，由于攝像頭安裝位置的原因，大都是采用側(cè)面拍攝的角度，這樣獲得的機(jī)號(hào)圖像很有可能會(huì)產(chǎn)生傾斜而導(dǎo)致變形，對(duì)于傾斜情況比較嚴(yán)重的機(jī)號(hào)圖像，要是忽略這個(gè)處理動(dòng)作直接開(kāi)始對(duì)字符進(jìn)行分割，就會(huì)發(fā)生無(wú)法完整分割字符的情況。因?yàn)樽址牟煌暾幕蛘邇A斜，那么每個(gè)字符的灰度分布和邊緣信息等特征也就同標(biāo)準(zhǔn)的字符完全不一樣，這樣就會(huì)導(dǎo)致識(shí)別率極低，所以十分有必要在分割之前進(jìn)行傾斜校正。

【關(guān)鍵詞】 斜率校正 識(shí)別率 字符分割

一、機(jī)號(hào)號(hào)牌傾斜校正

飛機(jī)在跑道滑行過(guò)程中，機(jī)號(hào)圖像和監(jiān)控探頭的鏡頭基本無(wú)法成為平行關(guān)系，這個(gè)原因就造成了機(jī)號(hào)的傾斜變形。在此次的研究實(shí)際情況中，機(jī)號(hào)存在兩種傾斜情況：水平傾斜和垂直傾斜。當(dāng)機(jī)號(hào)號(hào)牌傾斜度不大于5°的時(shí)候，因?yàn)椴粫?huì)影響到后面的識(shí)別率，所以沒(méi)必要校正，而且機(jī)號(hào)字符像素變化不大，校正的效果也就不理想；可是在傾斜度較大的時(shí)候，就會(huì)引起整個(gè)字符變形，就一定要對(duì)這樣的機(jī)號(hào)號(hào)牌進(jìn)行校正。這樣的計(jì)算方法的重點(diǎn)是能求出兩邊黑色像素點(diǎn)的均高Leftaver、Rightaver，接著計(jì)算出斜率Slope，依據(jù)斜率對(duì)機(jī)號(hào)完成校正過(guò)程?，F(xiàn)在就來(lái)看看詳細(xì)的步驟：

（1）從圖片的左邊開(kāi)始，對(duì)號(hào)牌區(qū)域的每一行進(jìn)行完全掃描，把范圍內(nèi)的黑色像素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；

（2）求得這個(gè)范圍內(nèi)的像素點(diǎn)高的均值Leftaver；

（3）公式1.1里的Countleft為機(jī)號(hào)區(qū)域左邊黑色的像素總和，Wide為號(hào)牌長(zhǎng)度。

（4）接著對(duì)號(hào)牌區(qū)域的右邊的每一個(gè)像素行完全掃描，再把范圍內(nèi)的黑色像素統(tǒng)計(jì)出來(lái)；

（5）算出機(jī)號(hào)圖片里右邊黑色像素均高Rightaver；

公式1.2里CountRight代表的是機(jī)號(hào)圖像右邊每一列黑色像素點(diǎn)總和。

（6）用右邊、左邊的均高，就可以算出字符的傾斜度Slope：

當(dāng)|Slope|≥0.014的時(shí)候，讓需要進(jìn)行校正的機(jī)號(hào)圖片的每個(gè)像素點(diǎn)和Slope相乘，就能達(dá)到矯正的目的；對(duì)不需要進(jìn)行校正的機(jī)號(hào)圖片直接就可以進(jìn)行分割處理了，這樣的方式可以節(jié)約識(shí)別的時(shí)間以加強(qiáng)時(shí)效性。

二、本文機(jī)號(hào)號(hào)牌字符分割算法

目前在訓(xùn)的機(jī)型有單發(fā)初教機(jī)，雙發(fā)中教機(jī)，噴氣式高教機(jī)，所有在訓(xùn)飛行器的機(jī)號(hào)都是由5個(gè)字符組成。因此，準(zhǔn)備進(jìn)行處理的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)號(hào)可分為兩個(gè)部分，首位為字母“B”，后面四位是數(shù)字，機(jī)號(hào)號(hào)牌總長(zhǎng)是1385mm，當(dāng)中每一個(gè)機(jī)號(hào)數(shù)字寬度都是185mm，高度是300mm，首字符和二字符機(jī)號(hào)間距離是295mm，除此之外的機(jī)號(hào)字符間距離是55mm，根據(jù)現(xiàn)有的先驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)號(hào)數(shù)字和字母的準(zhǔn)確分割。根據(jù)這樣的機(jī)號(hào)投影圖，發(fā)現(xiàn)字符“B”和字符“7”兩個(gè)間，有著間隔比另外的字符間隔都要大的波谷，這個(gè)現(xiàn)象由機(jī)號(hào)的分布特點(diǎn)來(lái)決定的，我國(guó)訓(xùn)練機(jī)機(jī)號(hào)牌照的第一、二個(gè)機(jī)號(hào)字符之間的距離是295mm，這個(gè)間距讓機(jī)號(hào)分為了兩塊，左邊這部分由獨(dú)立的大寫字母構(gòu)成，右邊這部分由四個(gè)數(shù)字構(gòu)成。就此波谷起，各自向右和向左檢索，就可以檢索到所有機(jī)號(hào)字符，從而實(shí)現(xiàn)分割出所有機(jī)號(hào)字符。用W代表真實(shí)機(jī)號(hào)牌照的長(zhǎng)度，所以：

根據(jù)機(jī)號(hào)提前獲得的知識(shí)與機(jī)號(hào)投影來(lái)實(shí)現(xiàn)分割機(jī)號(hào)字符，得到了滿意的獨(dú)立字符，所以使用了以下的分割方式：

（1）先使用上面的公式求出圖里的字符長(zhǎng)寬高和字符之間的距離。（2）再算出機(jī)號(hào)圖片在水平坐標(biāo)軸上的投影值，將此值放在pro里。（3）令thresh0=4×ch_space+ch_space1。若投影向量中某個(gè)值thresh滿足：不大于thresh的個(gè)數(shù)最接近于數(shù)值thresh0，則閾值就是thresh。（4）算出第一、二兩個(gè)字符間的距離開(kāi)始處Start=ch_width+ch_space。要是投影值大于閾值thresh，就要調(diào)整Start位置：往右逐一比對(duì)投影值，一直到投影值不大于閾值的時(shí)候，這個(gè)地方就是Start的取值點(diǎn)。（5）算出第一、二兩個(gè)字符間的距離終止處End=Start+ch_space1。要是投影值大于閾值thresh，就要調(diào)整End位置：往左逐一對(duì)比投影值，一直到投影值不大于閾值的時(shí)候，這個(gè)地方就是End的去指點(diǎn)。（6）定位第一、二兩個(gè)字符間距的起始處Start=End-ch_space1?？梢砸許tart向左檢索到首字母；從End向右檢索第一至第四個(gè)數(shù)字。（7）第一個(gè)數(shù)字的結(jié)束處是ch1_end=start，使用公式（2.3）得到字母的開(kāi)始處ch1_start=ch1_end-ch_width。

接著計(jì)算第一個(gè)數(shù)字的開(kāi)始處ch1_start=ch2_end-ch_width-ch_space和結(jié)束的點(diǎn)ch1_end=ch2_start-ch_space。其中ch1_start不是正整數(shù)的話，那么ch1_start=1。要是機(jī)號(hào)的字母寬度不大于ch_width的1/3，那么久判定號(hào)牌中的第一個(gè)字符分割是不正確的。

機(jī)號(hào)的5個(gè)字符里，緯度數(shù)字“1”的投影寬度和其它字符不一樣，這導(dǎo)致數(shù)字“1”用公式（3.14）得到的值大很多，所以投影相似度和別的字符間的距離不會(huì)大于ch_space，依據(jù)此限制情況就能精確的識(shí)別數(shù)字“1”，達(dá)到有效防止這個(gè)“1”被這樣錯(cuò)誤分割，達(dá)到了很不錯(cuò)的分割速度和準(zhǔn)確度。

總結(jié)：在進(jìn)行字符分割之前預(yù)計(jì)出號(hào)牌數(shù)字和字母的字寬和數(shù)字間的距離，再用垂直投影的直方圖定出機(jī)號(hào)第一個(gè)字母起始的位置，最后根據(jù)預(yù)計(jì)數(shù)值挨著確定分割每一個(gè)的機(jī)號(hào)字母和數(shù)字。

參 考 文 獻(xiàn)

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