機號號牌字符分割算法設計的應用研究

張邯陽

【摘要】 號牌字符的傾斜校正是在機號區域的定位之后，不可或缺的重要過程，其校正的結果對之后的字符識別和字符分割影響很大。一般情況下拍攝到的飛機圖像，其機號區域是一個矩形，但是，在實際的應用中，由于攝像頭安裝位置的原因，大都是采用側面拍攝的角度，這樣獲得的機號圖像很有可能會產生傾斜而導致變形，對于傾斜情況比較嚴重的機號圖像，要是忽略這個處理動作直接開始對字符進行分割，就會發生無法完整分割字符的情況。因為字符的不完整的或者傾斜，那么每個字符的灰度分布和邊緣信息等特征也就同標準的字符完全不一樣，這樣就會導致識別率極低，所以十分有必要在分割之前進行傾斜校正。

【關鍵詞】 斜率校正 識別率 字符分割

一、機號號牌傾斜校正

飛機在跑道滑行過程中，機號圖像和監控探頭的鏡頭基本無法成為平行關系，這個原因就造成了機號的傾斜變形。在此次的研究實際情況中，機號存在兩種傾斜情況：水平傾斜和垂直傾斜。當機號號牌傾斜度不大于5°的時候，因為不會影響到后面的識別率，所以沒必要校正，而且機號字符像素變化不大，校正的效果也就不理想；可是在傾斜度較大的時候，就會引起整個字符變形，就一定要對這樣的機號號牌進行校正。這樣的計算方法的重點是能求出兩邊黑色像素點的均高Leftaver、Rightaver，接著計算出斜率Slope，依據斜率對機號完成校正過程。現在就來看看詳細的步驟：

（1）從圖片的左邊開始，對號牌區域的每一行進行完全掃描，把范圍內的黑色像素進行統計；

（2）求得這個范圍內的像素點高的均值Leftaver；

（3）公式1.1里的Countleft為機號區域左邊黑色的像素總和，Wide為號牌長度。

（4）接著對號牌區域的右邊的每一個像素行完全掃描，再把范圍內的黑色像素統計出來；

（5）算出機號圖片里右邊黑色像素均高Rightaver；

公式1.2里CountRight代表的是機號圖像右邊每一列黑色像素點總和。

（6）用右邊、左邊的均高，就可以算出字符的傾斜度Slope：

當|Slope|≥0.014的時候，讓需要進行校正的機號圖片的每個像素點和Slope相乘，就能達到矯正的目的；對不需要進行校正的機號圖片直接就可以進行分割處理了，這樣的方式可以節約識別的時間以加強時效性。

二、本文機號號牌字符分割算法

目前在訓的機型有單發初教機，雙發中教機，噴氣式高教機，所有在訓飛行器的機號都是由5個字符組成。因此，準備進行處理的標準機號可分為兩個部分，首位為字母“B”，后面四位是數字，機號號牌總長是1385mm，當中每一個機號數字寬度都是185mm，高度是300mm，首字符和二字符機號間距離是295mm，除此之外的機號字符間距離是55mm，根據現有的先驗數據進行機號數字和字母的準確分割。根據這樣的機號投影圖，發現字符“B”和字符“7”兩個間，有著間隔比另外的字符間隔都要大的波谷，這個現象由機號的分布特點來決定的，我國訓練機機號牌照的第一、二個機號字符之間的距離是295mm，這個間距讓機號分為了兩塊，左邊這部分由獨立的大寫字母構成，右邊這部分由四個數字構成。就此波谷起，各自向右和向左檢索，就可以檢索到所有機號字符，從而實現分割出所有機號字符。用W代表真實機號牌照的長度，所以：

根據機號提前獲得的知識與機號投影來實現分割機號字符，得到了滿意的獨立字符，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寬高和字符之間的距離。（2）再算出機號圖片在水平坐標軸上的投影值，將此值放在pro里。（3）令thresh0=4×ch_space+ch_space1。若投影向量中某個值thresh滿足：不大于thresh的個數最接近于數值thresh0，則閾值就是thresh。（4）算出第一、二兩個字符間的距離開始處Start=ch_width+ch_space。要是投影值大于閾值thresh，就要調整Start位置：往右逐一比對投影值，一直到投影值不大于閾值的時候，這個地方就是Start的取值點。（5）算出第一、二兩個字符間的距離終止處End=Start+ch_space1。要是投影值大于閾值thresh，就要調整End位置：往左逐一對比投影值，一直到投影值不大于閾值的時候，這個地方就是End的去指點。（6）定位第一、二兩個字符間距的起始處Start=End-ch_space1。可以以Start向左檢索到首字母；從End向右檢索第一至第四個數字。（7）第一個數字的結束處是ch1_end=start，使用公式（2.3）得到字母的開始處ch1_start=ch1_end-ch_width。

接著計算第一個數字的開始處ch1_start=ch2_end-ch_width-ch_space和結束的點ch1_end=ch2_start-ch_space。其中ch1_start不是正整數的話，那么ch1_start=1。要是機號的字母寬度不大于ch_width的1/3，那么久判定號牌中的第一個字符分割是不正確的。

機號的5個字符里，緯度數字“1”的投影寬度和其它字符不一樣，這導致數字“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大于ch_space，依據此限制情況就能精確的識別數字“1”，達到有效防止這個“1”被這樣錯誤分割，達到了很不錯的分割速度和準確度。

總結：在進行字符分割之前預計出號牌數字和字母的字寬和數字間的距離，再用垂直投影的直方圖定出機號第一個字母起始的位置，最后根據預計數值挨著確定分割每一個的機號字母和數字。

參 考 文 獻

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[4]沈高峰； 馬歡； 褚玉曉. 基于貝葉斯算法的XG-EPON業務感知機制[J].光通信技術 2014