1、人 工 智 能 及 识 别 技 术本 栏 目 责 任 编 辑 : 李 桂 瑾1 引 言车 牌 识 别 技 术 是 计 算 机 视 觉 与 模 式 识 别 技 术 在 智 能 交 通 领域 应 用 的 重 要 研 究 课 题 之 一 , 它 是 一 个 以 特 定 目 标 为 对 象 的 专 用计 算 机 视 觉 系 统 。 它 运 用 模 式 识 别 、 人 工 智 能 技 术 , 对 采 集 到 的 汽车 图 像 进 行 处 理 , 能 够 实 时 准 确 地 自 动 识 别 出 车 牌 的 数 字 、 字 母及 汉 字 字 符 , 并 以 计 算 机 可 直 接 运 行 的 数 据 形 式
2、 给 出 识 别 结 果 。汽 车 牌 照 自 动 识 别 系 统 工 作 过 程 是 : 当 车 辆 通 过 时 , 车 辆 检 测 装置 受 到 触 发 , 启 动 图 像 采 集 设 备 获 取 车 辆 的 图 像 , 并 将 图 像 传 至计 算 机 , 由 车 牌 定 位 模 块 提 取 车 牌 , 字 符 分 割 模 块 对 车 牌 上 的 字符 进 行 切 分 , 最 后 由 字 符 识 别 模 块 进 行 字 符 识 别 并 将 识 别 结 果 送至 监 控 中 心 或 收 费 处 等 应 用 场 合 。 在 提 取 车 牌 区 域 之 后 , 为 字 符分 割 的 方 便 ,
3、 必 须 对 图 像 做 进 一 步 处 理 , 将 背 景 与 目 标 分 离 , 比 如利 用 阈 值 分 割 法 进 行 二 值 化 处 理 。2 阈 值 分 割 方 法阈 值 法 是 一 种 传 统 的 图 像 分 割 方 法 。 所 谓 图 像 分 割 就 是 根 据目 标 与 背 景 的 先 验 知 识 , 对 图 像 中 的 目 标 、 背 景 进 行 标 记 、 定 位 ,然 后 将 要 识 别 的 目 标 从 背 景 或 其 他 伪 目 标 中 分 离 出 来 。 图 像 分 割是 图 像 处 理 与 计 算 机 视 觉 领 域 低 层 次 视 觉 中 最 为 基 础 和 重
4、 要 的领 域 之 一 , 同 时 它 也 是 一 个 经 典 难 题 。阈 值 法 因 其 实 现 简 单 、 计 算 量 小 、 性 能 较 稳 定 而 成 为 图 像 分割 中 最 基 本 和 应 用 最 广 泛 的 分 割 技 术 。 许 多 学 者 提 出 了 多 种 阈 值选 取 方 法 , 迄 今 为 止 , 但 至 今 还 未 能 找 到 一 种 针 对 所 有 图 像 都 能有 效 分 割 的 阈 值 选 取 方 法 , 某 种 阈 值 选 取 方 法 只 能 适 用 于 某 一 类图 像 , 而 对 其 它 类 图 像 分 割 的 效 果 可 能 就 不 很 理 想 。二
5、值 化 是 一 种 广 泛 使 用 的 图 像 分 割 技 术 , 它 利 用 了 图 像 中 要提 取 的 目 标 物 与 其 背 景 在 灰 度 特 性 上 的 差 异 , 把 原 图 像 变 为 仅 用两 个 灰 度 值 表 示 的 图 像 目 标 和 背 景 的 二 值 图 像 。 二 值 化 方 法 很多 , 有 全 局 阈 值 法 、 局 部 阈 值 法 。 全 局 阈 值 法 根 据 文 本 图 像 的 直 方图 或 灰 度 空 间 分 布 确 定 一 个 阈 值 , 以 此 实 现 灰 度 文 本 图 像 到 二 值图 像 的 转 化 。 典 型 的 全 局 阈 值 方 法 包
6、 括 O s t u 方 法 、 最 大 墒 方 法 等 。全 局 阈 值 法 算 法 简 单 , 对 于 目 标 和 背 景 明 显 分 离 、 直 方 图 分 布 呈双 峰 的 图 像 效 果 良 好 , 但 其 对 于 由 于 光 照 不 均 匀 、 噪 声 干 扰 较 大等 原 因 使 直 方 图 分 布 不 呈 双 峰 的 图 像 , 二 值 化 效 果 明 显 变 差 。 局部 阈 值 法 通 过 定 义 考 察 点 的 邻 域 , 并 由 邻 域 计 算 模 板 实 现 考 察 点灰 度 与 邻 域 点 的 比 较 , 常 用 的 局 部 阈 值 法 有 N i b l a c
7、k 算 法 、 B e r n s e n算 法 。 非 均 匀 光 照 条 件 等 情 况 虽 然 影 响 整 体 图 像 的 灰 度 分 布 却 不影 响 局 部 的 图 像 性 质 , 使 得 局 部 阈 值 法 有 更 广 泛 的 应 用 , 但 局 部阈 值 存 在 速 度 慢 , 对 于 文 字 图 像 不 能 保 证 字 符 笔 画 的 连 通 性 , 可能 导 致 出 现 笔 画 断 裂 现 象 , 直 接 影 响 后 面 的 识 别 工 作 。二 值 化 处 理 的 思 路 是 这 样 的 , 假 设 一 副 灰 度 图 像 中 的 灰 度 级范 围 为 ( 0 2 5 5
8、) , 则 图 像 中 每 一 点 像 素 的 灰 度 值 为 f ( x , y ) , f ( x , y ) 0 ,1 , , 2 5 5 , 设 阈 值 为 T ( 0 T 2 5 5 ) 则 :其 中 : g ( x , y ) 表 示 二 值 化 后 图 像 中 各 个 像 素 点 的 值 , 若 g ( x , y ) = 1表 示 该 点 为 目 标 ; 若 g ( x , y ) = 0 , 表 示 该 点 为 背 景 。在 图 像 分 割 时 , 从 复 杂 的 图 像 中 将 目 标 从 背 景 中 完 整 地 提 取出 来 , 阈 值 的 选 取 是 二 值 化 的 关
9、 键 。 如 果 阈 值 选 取 过 高 , 则 过 多 的目 标 点 就 被 错 误 的 归 入 背 景 ; 阈 值 选 取 得 过 低 , 则 会 出 现 相 反 的情 况 , 必 须 选 择 合 适 的 算 法 来 确 定 阈 值 。3 B e r n s e n 算 法B e r n s e n 算 法 是 一 种 典 型 的 局 部 阈 值 算 法 , 其 将 窗 口 中 各 个像 素 灰 度 级 最 大 值 和 最 小 值 的 平 均 值 作 为 一 个 窗 口 的 中 心 像 素的 阈 值 , 因 此 此 方 法 不 存 在 预 定 阈 值 , 适 应 性 较 整 体 阈 值 法
10、 广 , 不受 非 均 匀 光 照 条 件 等 情 况 的 影 响 。 B e r n s e n 算 法 以 ( x , y ) 为 中 心 的( 2 w + 1 ) ( 2 w + 1 ) 模 板 , 来 计 算 ( x , y ) 点 阈 值 。具 体 算 法 描 述 如 下 :( 1 ) 计 算 每 点 阈 值和 是 以 点 ( x , y ) 为 中 心 的 大小 为 ( 2 w + 1 ) ( 2 w + 1 ) 的 窗 口 中 的 像 素 的 极 大 值 和 极 小 值 。( 2 ) 二 值 化实 验 研 究 发 现 :( 1 ) 在 B e r n s e n 算 法 中 ,
11、由 于 寻 找 局 部 阈 值 的 极 大 、 极 小 值 , 当窗 口 宽 度 增 大 时 速 度 较 慢 。( 2 ) B e r n s e n 算 法 以 局 部 窗 口 内 极 大 、 极 小 值 作 为 考 察 点 的 灰度 , 当 考 察 窗 口 内 无 目 标 点 时 , 个 别 噪 声 点 将 引 起 阈 值 的 突 变 , 背景 灰 度 的 非 均 匀 性 也 将 影 响 局 部 阈 值 的 变 化 , 从 而 使 得 本 应 是 背景 的 点 被 二 值 化 为 目 标 点 , 而 导 致 在 背 景 区 域 出 现 伪 笔 画 。( 3 ) 当 窗 口 的 宽 度 较
12、小 时 , 观 察 窗 口 内 均 为 目 标 点 , 局 部 阈 值被 拉 升 , 于 是 部 分 目 标 点 被 二 值 化 为 背 景 , 致 使 信 息 丢 失 , 从 而 出现 笔 画 断 裂 现 象 。 所 以 B e r n s e n 算 法 窗 口 大 小 的 选 择 是 关 键 。 窗 口太 小 , 容 易 出 现 断 笔 画 , 过 大 会 影 响 运 算 的 速 度 。收 稿 日 期 : 2 0 0 6 - 1 0 - 1 0作 者 简 介 : 李 凌 ( 1 9 7 1 - ) , 女 , 安 徽 萧 县 人 , 淮 北 职 业 技 术 学 院 计 算 机 系 教 师
13、 , 合 肥 工 业 大 学 在 读 硕 士 , 研 究 方 向 : 计 算 机 图 形 学 。一 种 改 进 的 车 牌 图 像 二 值 化 方 法李 凌( 合 肥 工 业 大 学 , 安 徽 合 肥 2 3 0 0 0 9 )摘 要 : 讨 论 了 图 像 阈 值 分 割 方 法 , 提 出 了 改 进 的 B e r n s e n 图 像 分 割 方 法 , 并 用 V C + + 进 行 了 仿 真 , 该 方 法 能 够 有 效 实 现 文 本 图 像 的 分割 , 可 以 有 效 避 免 字 符 的 伪 影 以 及 断 裂 , 适 合 汽 车 牌 照 图 像 二 值 化 。关 键
14、 词 : 图 像 处 理 ; 车 牌 识 别 ; 图 像 分 割中 图 分 类 号 : T P 3 9 1 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1 0 0 9 - 3 0 4 4 ( 2 0 0 6 ) 3 5 - 0 1 6 3 - 0 2A n I m p r o v e d M e t h o d o f L i c e n s e P l a t e I m a g e B i n a r i z a t i o nL I L i n g( H e f e i I n d u s t r i a l U n i v e r s i t y , H e f e i 2 3 0
15、 0 0 9 , C h i n a )A b s t r a c t : I n t h i s a r t i c l e , t h e a u t h o r h a s d i s c u s s e d i m a g e t h r e s h o l d v a l u e i n c u t t i n g m e t h o d s , a n d h a s p u t f o r w a r d t h e m e t h o d o f B e r n s e n i m -a g e o f i m p r o v e m e n t , a n d u s e V
16、 C + + e m u l a t e , t h i s m e t h o d c a n r e a l i z e t e x t i m a g e e f f i c i e n t l y t o c u t t h e a u t o m o b i l e i m a g e v a l u e s o f l i c e n s e p l a t e a -p a r t , t h e f a k e s h a d o w a s w e l l a s f r a c t u r e t h a t c a n a v o i d c h a r a c t e
17、r e f f i c i e n t l y .K e y w o r d s : I m a g e h a n d l i n g ; i d e n t i f i c a t i o n o f V e h i c l e b r a n d ; c u t t i n g i m a g e1 6 3人 工 智 能 及 识 别 技 术本 栏 目 责 任 编 辑 : 李 桂 瑾电 脑 知 识 与 技 术4 改 进 的 B e r n s e n 算 法为 克 服 B e r n s e n 算 法 的 缺 点 , 对 B e r n s e n 算 法 进 行 改 进 。 具 体做
18、法 如 下 :( 1 ) 在 B e r n s e n 算 法 中 引 进 全 局 阈 值 的 思 想 , 因 全 局 阈 值 能 够得 到 整 幅 图 像 的 整 体 灰 度 特 征 。( 2 ) 采 用 快 速 极 值 计 算 方 法 , 求 得 窗 口 像 素 灰 度 极 大 值 与 极 小值 。( 3 ) 考 察 局 部 窗 口 的 极 大 、 极 小 值 的 变 化 , 从 而 消 除 伪 影 及 笔画 断 裂 现 象 的 产 生 。( 4 ) 对 阈 值 曲 面 进 行 平 滑 , 以 消 除 光 照 不 均 等 噪 声 所 产 生 的 阈值 突 变 , 避 免 伪 影 现 象
19、出 现 。改 进 后 的 B e r n s e n 算 法 描 述 如 下 :( 1 ) 计 算 阈 值 T1, 以 消 除 个 别 灰 度 特 异 点 。T1的 取 值 如 下 式 所 示 :这 里 h i s t I 为 原 始 图 像 灰 度 直 方 图 , A 为 图 像 像 素 总 数 。( 2 ) 计 算 各 点 阈 值 :为 提 高 运 算 速 度 , 计 算 时 采 用 了 文 献 2 中 提 出 的 求 取 极 值 的算 法 。( 3 ) 确 定 局 部 考 察 窗 口 内 极 大 与 极 小 值 的 变 化 , 以 尽 量 避 免 伪影 及 笔 画 断 裂 现 象 的 产
20、 生 。( 4 ) 为 消 除 光 照 不 均 等 噪 声 所 产 生 的 阈 值 突 变 , 对 阈 值 曲 面 平滑 , 采 用 中 值 滤 波 的 思 想 , 引 入 阈 值 T4( x , y )m i d 的 含 义 是 取 邻 域 的 中 值 。( 5 ) 引 入 阈 值 T5( x , y ) ,( 6 ) 逐 点 二 值 化如 果 f ( x , y ) ( 1 + a ) T1, 则 b ( x , y ) = 1 ; 如 果 f ( x , y ) a T1时则 :实 验 结 果 表 明 , 采 用 B e r n s e n 算 法 对 图 像 进 行 二 值 化 , 有
21、 明 显的 伪 影 ; 而 采 用 改 进 的 B e r n s e n 算 法 , 伪 影 现 象 基 本 消 除 , 字 符 断裂 情 况 也 较 少 。 另 外 改 进 的 B e r n s e n 算 法 对 于 输 入 图 像 的 噪 声 抵抗 能 力 较 强 , 可 以 较 好 地 实 现 字 符 图 像 的 二 值 化 。5 结 束 语汽 车 牌 照 图 像 预 处 理 的 效 果 , 直 接 影 响 到 后 续 的 字 符 分 割 和特 征 提 取 以 及 字 符 识 别 , 因 此 , 必 须 采 用 适 当 的 处 理 方 法 , 提 高 车牌 图 像 的 质 量 ,
22、为 字 符 的 分 割 做 准 备 。 本 文 提 出 的 改 进 B e r n s e n 算法 能 够 将 目 标 与 背 分 割 , 并 且 消 除 了 伪 影 以 及 笔 画 段 裂 现 象 , 实验 表 明 , 该 方 法 可 以 应 用 于 车 牌 图 像 二 值 化 。参 考 文 献 : 1 徐 全 生 , 于 霞 , 梁 乐 彬 . 汽 车 牌 照 图 像 的 预 处 理 研 究 J . 沈阳 工 业 大 学 学 报 , 2 0 0 2 , 2 4 ( 2 ) . 2 叶 芗 芸 , 戚 飞 虎 . 文 本 图 像 的 快 速 二 值 化 方 法 J . 红 外 与 毫米 波
23、 学 报 , 1 9 9 7 , 5 . 3 阮 秋 琦 . 数 字 图 像 处 理 学 M . 北 京 电 子 工 业 出 版 社 , 2 0 0 1 , 1 .( 上 接 第 8 1 页 )记 录 协 议 的 一 条 记 录 , 被 发 送 给 接 收 方 。 接 收 方 按 照 相 反 的 操 作 ,解 开 密 文 数 据 后 , 对 数 据 进 行 校 验 , 以 保 证 数 据 的 完 整 性 。4 . 4 . 3 S E T 协 议S E T 是 由 V i s a 、 M a s t e r C a r d 等 组 织 联 合 推 出 的 应 用 于 I n t e r n e
24、t上 的 以 信 用 卡 为 基 础 的 电 子 支 付 系 统 协 议 标 准 。 它 采 用 公 钥 密 码体 制 和 X . 5 0 9 数 字 证 书 标 准 , 认 证 过 程 使 用 R S A 和 D E S 算 法 。 主要 应 用 于 B 2 C 模 式 中 保 障 支 付 信 息 的 安 全 性 。 S E T 协 议 本 身 比 较复 杂 , 设 计 比 较 严 格 , 安 全 性 高 , 它 能 保 证 信 息 传 输 的 保 密 性 、 真实 性 、 完 整 性 和 不 可 抵 赖 性 。 S E T 协 议 是 P K I 框 架 下 的 一 个 典 型实 现 ,
25、同 时 也 在 不 断 升 级 和 完 善 , 如 S E T 2 . 0 将 支 持 借 记 卡 电 子 交易 。由 于 S E T 协 议 提 供 了 消 费 者 、 商 家 和 银 行 之 间 的 安 全 认 证 ,确 保 了 交 易 数 据 的 安 全 性 、 完 整 可 靠 性 和 交 易 过 程 的 有 效 性 , 特别 是 确 保 了 不 将 消 费 者 银 行 卡 号 等 信 息 暴 露 给 商 家 , 为 电 子 商 务提 供 很 强 的 安 全 保 护 , 因 此 它 已 经 得 到 了 I B M 、 N e t s c a p e 、 M i -c r o s o f
26、t 、 O r a c l e 等 公 司 的 支 持 , 成 为 目 前 公 认 的 信 用 卡 / 借 记 卡 的网 上 交 易 的 国 际 安 全 标 准 。5 结 束 语随 着 电 子 商 务 的 不 断 发 展 , 安 全 问 题 也 将 会 变 得 越 来 越 突 出和 重 要 。 安 全 是 电 子 商 务 的 核 心 和 灵 魂 , 没 有 安 全 保 障 的 电 子 商务 应 用 只 是 虚 伪 的 炒 作 或 欺 骗 , 任 何 独 立 的 个 人 或 团 体 都 不 会 愿意 将 自 己 的 敏 感 信 息 在 不 安 全 的 电 子 商 务 流 程 中 传 输 。 只
27、有 掌 握电 子 商 务 安 全 的 核 心 技 术 才 能 使 电 子 商 务 有 更 好 的 发 展 。 本 文 在分 析 电 子 商 务 对 安 全 性 需 求 的 前 提 下 , 提 出 了 电 子 商 务 安 全 体 系层 次 模 型 , 并 对 其 中 的 各 层 关 键 技 术 进 行 了 剖 析 。 随 着 网 络 技 术的 发 展 和 商 务 交 易 特 点 的 变 化 , 电 子 商 务 安 全 问 题 和 对 策 也 会 不断 发 展 变 化 。 这 就 需 要 不 断 的 研 究 探 索 , 逐 步 完 善 电 子 商 务 系 统的 安 全 机 制 , 确 保 电 子
28、商 务 的 健 康 发 展 。参 考 文 献 : 1 黎 连 业 , 张 维 , 向 东 明 . 防 火 墙 及 其 应 用 . 清 华 大 学 出 版 社 ,2 0 0 4 . 7 . 2 王 茜 . 电 子 商 务 的 安 全 体 系 结 构 及 技 术 研 究 J . 计 算 机 工 程 ,2 0 0 3 ( 1 ) : 7 2 - 7 5 . 3 陈 兵 . 网 络 安 全 与 电 子 商 务 M . 北 京 : 北 京 人 学 出 版 社 , 2 0 0 5 . 4 A n d r e w S . T a n e n b a u m . 计 算 机 网 络 ( 第 4 版 ) 清 华 大 学 出 版社 . 5 张 哲 蔚 . 电 子 商 务 交 易 安 全 性 问 题 研 究 . 电 子 商 务 与 政 务 ,2 0 0 6 . 2 . 6 司 天 歌 , 等 . 支 持 数 字 签 名 的 T L S 改 进 协 议 J . 清 华 大 学 学 报( 自 然 科 学 版 ) , 2 0 0 4 .1 6 4
