[發明專利]一種陰影車牌圖像二值化方法

有效

• 申請號: 201611131239.8
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106650728B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 高飛;徐云靜;吳宗林
• 申請（專利權）人: 浙江浩騰電子科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/34;G06K9/38
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

一種陰影車牌圖像二值化方法，屬于智能交通技術領域。它獲取經過車牌精準定位后的車牌彩圖，并提取車牌彩圖的紅色通道作為車牌灰度圖像，判斷車牌圖像是否存在規則陰影，如果存在，則找到暗亮區域分界線所在區域，然后通過分區域二值化方法得到圖像二值化結果，如果不存在，則通過全局閾值法進行圖像二值化，得到二值化結果。本發明通過提取紅色通道作得到圖像灰度化，拉大圖像前景背景的灰度值的差值，然后通過分區域二值化方法進行陰影車牌的二值化，算法簡單，且能有效改善“偽影”問題；通過對陰影車牌和普通車牌使用不同的二值化策略，在改善陰影車牌的二值化結果的同時，能保證不對普通車牌的二值化效果和處理效率造成影響。

技術領域

本發明屬于智能交通技術領域，具體是一種在車牌字符切割之前的陰影車牌圖像二值化方法。

背景技術

隨著機器視覺、數字圖像處理、模式識別等技術的不斷發展，智能交通系統(ITS)逐漸成為實現交通管理自動化的主要途徑。車牌識別技術是實現智能交通系統的關鍵技術之一，它通過圖像處理的方法實現車牌號碼的自動識別。圖像二值化是車牌預處理的關鍵環節，二值化圖像的清晰度直接關系著后續車牌字符切割以及字符識別的準確率。

現有的圖像二值化方法有很多，主要分全局閾值法和局部閾值法兩大類，全局閾值法包括OTSU法、p-tile法、灰度均值法等，局部閾值法包括Bernsen法、最大方差法等。全局閾值法運算時間快，但是在用于處理存在陰影的車牌時，會出現陰影區域字符顯示不全或高亮區域背景錯誤顯示的情況，主要原因是直接灰度化得到的陰影車牌灰度圖，存在陰暗區域的前景灰度值與高亮區域的背景灰度值十分相近的情況，不能通過單一閾值來實現圖像前景和背景的分割，因此局部閾值法成為處理陰影車牌的主要二值化方法。

車牌規則陰影問題是車牌不均勻光照問題的子問題，為了解決車牌光照不均勻問題，許多學者提出了多種解決方法，這些方法的基本流程都是先通過一定的圖像增強算法改善圖像的對比度，然后使用局部閾值法進行圖像二值化。如馬超玉等(融合多級光照處理的車牌圖像二值化算法[J].計算機應用,2013,33(S2):200-202)首先通過加權法得到車牌灰度圖像，然后利用頂帽變換均化背景光照，利用Retinex增強算法均化字符光照，最后通過動態閾值法進行圖像二值化。雖然該方法可以均化光照，加強前景背景的對比度，但是動態閾值法需要對每個像素點都進行閾值的計算，算法復雜性較高，且該方法的二值化結果在亮暗區域分界線上存在“偽影”問題，即存在粘連情況。如寧蒙(自然場景下車牌字符識別方法的研究[D].鄭州大學,2015)首先通過加權法得到車牌的灰度圖像，然后使用同態濾波法來壓縮高頻增強低頻，從而降低光照對圖像的影響，增強圖像對比度，最后通過改進的niblack算法進行圖像二值化。該方法可以有效解決車牌陰影問題，但是同態濾波法在時空域的變化上耗時較久，且該方法的二值化算法同樣需要對每個像素進行分析，效率不高。歐陽慶(不均勻光照下車牌圖像二值化研究[J].武漢大學學報,2006,4(39):143-147)在灰度圖像的基礎上，利用同態濾波法進行圖像增晰，然后利用改進的Bernsen算法進行圖像二值化，該方法同樣存在效率問題和“偽影”問題。王珺等(復雜光照下的二值化新方法[J].電子設計工程,2011,19(22):147-150)在歐陽慶所提出方法的基礎上進行部分修改，同時提出了改進的基于加權的圖像灰度法。陳亮等(改進背景補償的車牌圖像二值化算法[J].揚州大學學報,2008,1(11):55-58)首先用同態濾波法進行圖像增強，然后通過改進的背景補償二值化法進行圖像二值化，該方法在時間效率和處理效果上相對較憂。

綜上所述，當前解決車牌圖像光照不均勻問題的方案主要存在的不足包括：(1)圖像增強算法和圖像二值化算法復雜性較高，方法效率較差；(2)雖然通過一定的圖像增強算法可以增強背景、前景的對比度，但是在亮暗區域分界線上還是會出現“偽影”問題。

發明內容