[發(fā)明專利]基于OpenMP多線程架構(gòu)的車牌識(shí)別系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210256656.0
• 申請(qǐng)日: 2012-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN102819738A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭文明;束赟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/20
• 分類號(hào): G06K9/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用OpenMP技術(shù)的多線程并行計(jì)算方法，特別涉及到車牌定位、車牌傾斜校正、車牌分割和車牌識(shí)別等車牌識(shí)別系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，我國(guó)汽車的人均保有量不斷提高，汽車大規(guī)模普及已經(jīng)成為一種必然的趨勢(shì)。然而，隨著汽車數(shù)量急劇增加，城市的交通管理面臨著新的挑戰(zhàn)。為了解決交通管理中遇到的問題，各國(guó)政府投入了大量的人力、財(cái)力開發(fā)各類交通管理系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)（Intelligent?Transportation?System，ITS）就是在這樣的背景由美國(guó)智能交通協(xié)會(huì)于1990年提出。智能交通系統(tǒng)，即將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合的運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。就國(guó)內(nèi)而言，目前，一些主要的城市已經(jīng)建立交通指揮中心。在交通指揮中心，視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)成為主要的技術(shù)手段，圖1為基于視頻監(jiān)控的車輛數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)模型。基于監(jiān)控的車牌識(shí)別的車輛管理系統(tǒng)分布于智能交通系統(tǒng)的各個(gè)部分，如治安卡口、收費(fèi)站、停車場(chǎng)、巡邏警車等。車牌識(shí)別系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，主要分為車牌定位模塊、車牌傾斜校正模塊、車牌分割模塊、車牌識(shí)別模塊，具體如圖2所示。

目前，由于加工工藝的發(fā)展已經(jīng)遇到瓶頸，傳統(tǒng)的CPU改進(jìn)方法如提升時(shí)鐘速度和指令吞吐量等已經(jīng)很難獲得突破性進(jìn)展。在過去的幾年中，新型芯片性能提升主要從超線程、多核和緩存三個(gè)方面入手，其中多核技術(shù)最為引人矚目。2005年，Intel推出第一款雙核CPU，標(biāo)志著CPU進(jìn)入多核時(shí)代。Intel、AMD、QUALCOMM等主流的處理器生產(chǎn)廠商均將提高處理器性能的方法從提高核心主頻轉(zhuǎn)變?yōu)樘岣吆诵臄?shù)量，多核心處理器已成為未來幾年處理器技術(shù)的主要的發(fā)展方向。通常多核能運(yùn)行4至16個(gè)線程，但目前大多數(shù)算法及程序僅僅利用到了1到2個(gè)線程。多核多線程將使得程序及算法性能獲得極大的提高，所以，多核多線程編程被大量應(yīng)用于3維圖形渲染、大規(guī)模數(shù)據(jù)計(jì)算以及其他數(shù)據(jù)計(jì)算及程序開發(fā)領(lǐng)域。本發(fā)明將利用基于OpenMP的多核多線程編程進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)。

本發(fā)明之前，市場(chǎng)出現(xiàn)了很多商用車牌識(shí)別系統(tǒng)，這些系統(tǒng)普遍存在車牌定位不準(zhǔn)確、識(shí)別率低等問題，且大多采用單核方式進(jìn)行開發(fā)，鮮有基于多核多線程技術(shù)的車牌識(shí)別系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決如何在保證實(shí)時(shí)性的情況下提高車牌定位及車牌識(shí)別的準(zhǔn)確性，提出了基于OpenMP多線程架構(gòu)的車牌識(shí)別系統(tǒng)，該架構(gòu)將有效的提高CPU的利用率，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于OpenMP多線程架構(gòu)的車牌識(shí)別系統(tǒng)，包括：

1、采用基于紋理特征的車牌定位技術(shù)，即采用形態(tài)學(xué)處理對(duì)車輛圖片紋理進(jìn)行處理，能夠有效定位車牌，采用局部大津發(fā)對(duì)車牌預(yù)處理，以應(yīng)對(duì)字符模糊、筆畫粘連等問題；

2、采用旋轉(zhuǎn)投影法進(jìn)行車牌傾斜校正；

3、采用模板匹配，關(guān)鍵域和垂直投影法相結(jié)合的方式進(jìn)行車牌字符分割；充分利用車牌自身的特征并結(jié)合模板匹配法對(duì)車牌進(jìn)行分割，該方法分割速度快且能夠有效應(yīng)對(duì)字符粘連、模糊等情況；

4、采用基于一對(duì)一法SVM及Gabor紋理特征的車牌字符識(shí)別方法；該方法對(duì)字符傾斜、字符旋轉(zhuǎn)、光照變化具有一定的魯棒性，識(shí)別性能出色且識(shí)別時(shí)間較短；

5、采用OpenMP架構(gòu)對(duì)系統(tǒng)實(shí)施并行化；采用OpenMP架構(gòu)能夠有效的利用CPU資源，最大限度的利用線程數(shù)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，使系統(tǒng)滿足實(shí)時(shí)性要求。

本發(fā)明的有益效果：1．基于紋理的車牌定位方法對(duì)光照具有較強(qiáng)的魯棒性，有著較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和較高的檢測(cè)率，為全天候車牌識(shí)別提供保障。

2．車牌預(yù)處理技術(shù)中用到的局部大津法有效的解決了字符筆畫模糊的問題。基于模板匹配和關(guān)鍵域的車牌字符分割方法能夠有效應(yīng)對(duì)字符間粘滯的問題。

3．基于Gabor紋理特征和one-versus-one多類SVM的字符識(shí)別方法能夠有效的識(shí)別包括漢字在內(nèi)的車牌字符，取得了良好的識(shí)別率以及識(shí)別速度，并對(duì)光照、字符旋轉(zhuǎn)、字符模糊具有良好的魯棒性。

4.系統(tǒng)基于OpenMP并行化之后，CPU資源的利用率及車牌識(shí)別系統(tǒng)獲得了大幅度提升。

附圖說明

圖1為基于視頻監(jiān)控的車輛數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)示意圖；

圖2為車牌識(shí)別系統(tǒng)示意圖；

圖3為灰度拉伸示意圖；

圖4為SVM分類示意圖；