[發明專利]一種監控視頻中的水平傾斜車牌矯正方法

有效

• 申請號: 201710784790.0
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107563330B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 劉峰;曹云鳳;干宗良;陳昌紅
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/60
• 代理公司: 江蘇海越律師事務所 32402
• 代理人: 唐小紅

本發明提供了一種監控視頻中的水平傾斜車牌矯正方法，屬于車牌自動識別技術領域，目的在于對監控視頻中定位到的水平傾斜車牌進行矯正，為車牌識別作預處理。從監控視頻中獲取車牌圖像，提取其中的各個字符區域；利用多個字符區域的上邊緣中點、中心點、下邊緣中點分別擬合得到三條直線，包括上邊緣直線、中心直線、下邊緣直線，并計算每條直線所對應的水平傾斜角；最后，根據直線的擬合誤差計算三條直線各自的權重，融合三條直線的傾斜角，計算車牌的最佳水平傾斜角度，并進行水平矯正。與現有技術相比，依據本發明檢測的最佳水平傾斜角度準確率較高，且計算速度快，對邊框殘缺的車牌有明顯的優勢，適用于車牌矯正領域。

技術領域

本發明涉及圖像處理、視頻監控及安防領域，尤其是智能交通領域中的車牌識別方法。

背景技術

現如今，隨著人們生活水平的不斷提高，與日俱增的機動車給交通部門的監督與管理帶來了嚴峻的挑戰，智能交通系統顯得尤其重要，而車牌作為車輛的身份標識，使得自動車牌識別(ALPR)是智能交通系統中的關鍵技術，在車輛管理、違章監控等領域發揮著重要作用。

然而，由于實際監控場景中攝像頭的位置關系，獲取的視頻幀圖像中車牌存在角度傾斜問題，會對后期的車牌識別產生影響。

目前，車牌角度矯正主要包括下列幾種方法：(1)基于直線檢測的方法，該方法通過檢測車牌邊框直線獲取車牌的傾斜角度，從而對車牌進行矯正，但該方法對有干擾、模糊的車牌效果不佳；(2)基于特征分析的方法，如主成分分析，但該方法易受到非字符區域的干擾；(3)基于窮舉法的方法，該方法通過不斷將車牌進行一定角度的旋轉，然后獲取相應的特征值，比較得到最佳特征值所對應的角度，即為傾斜角度，該方法魯棒性較好，但計算量較大。

而針對監控場景中的車輛，定位到的車牌存在邊框殘缺、背景干擾等現象，綜上所述，目前迫切需要提出一種監控視頻中的水平傾斜車牌矯正方法。

發明內容

本發明提出一種監控視頻中的水平傾斜車牌矯正方法，用于實現車牌水平傾斜角度快速準確的檢測及車牌校正。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種監控視頻中的水平傾斜車牌矯正方法，包括：

S1、獲取監控場景中的彩色車牌圖像，對彩色車牌圖像進行灰度化、二值化、開運算和連通域輪廓檢測算法，得到多個連通域輪廓的矩形邊界框，根據車牌字符的幾何特性進行篩選，去除干擾的矩形邊界框，將符合要求的矩形邊界框確定為字符區域；

S2、對含多個字符區域的車牌，根據每個字符區域的上邊緣中點利用最小二乘法擬合得到一條上邊緣中點直線，根據每個字符區域的中心點利用最小二乘法擬合得到一條中心點直線，以及根據每個字符區域的下邊緣中點利用最小二乘法擬合得到一條下邊緣中點直線，分別計算三條直線的水平傾斜角度；

S3、若上邊緣中點到擬合得到的上邊緣中點直線的距離越大，則上邊緣中點直線的擬合誤差越大，上邊緣中點直線的置信度也就越低。因此可以根據多個字符區域的上邊緣中點到上邊緣中點直線的平均距離確定上邊緣中點直線的置信度，進而計算上邊緣中點直線的權重。同理可以計算中心點直線和下邊緣中點直線的權重；

S4、根據上邊緣中點直線、中心點直線和下邊緣中點直線的權重及各自的水平傾斜角度進行融合，計算車牌的最佳水平傾斜角度；

S5、根據確定的車牌最佳水平傾斜角度，對車牌進行水平傾斜矯正。

進一步，所述步驟S1，包括：

S11、輸入的彩色圖像大小為Height×Width，對其進行灰度化，得到灰度圖f(x,y)(x、y分別為橫縱坐標值)，為了去除邊緣的干擾，取灰度圖中間大小為height×width區域計算閾值T，計算公式如(1)，以此閾值T對灰度圖進行二值化得到二值圖像，對二值圖像依次進行開運算、連通域輪廓檢測，最終得到多個連通域輪廓的矩形邊界框；