精品实验项目 字符识别预处理的设计与实现
专 业：电子信息工程 姓 名： 高 勇 学 号：2010021204 指导老师：郑蕊蕊
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目录
一、 实验类型：设计性实验 ................................................................................................... 3 二、 实验目的 ........................................................................................................................... 3 三、 实验设备： 扫描仪、安装有MATLAB软件的计算机 ................................................... 3 四、 实验内容及原理 ............................................................................................................... 3 （1）字符图像的获取 ............................................................................................................. 3
（2）字符图像预处理 ............................................................................................................. 3 （3）字符图像分割 ................................................................................................................. 3 （4）函数的作用 ..................................................................................................................... 4 五、 实验步骤 ........................................................................................................................... 8 1.载入车牌图像： ................................................................................................................... 8 2.将彩图转换为灰度图并绘制直方图： ............................................................................... 9 3. 用roberts算子进行边缘检测： ................................................................................... 10 4.图像实施腐蚀操作： ......................................................................................................... 10 5.平滑图像 ............................................................................................................................. 11 6. 删除二值图像的小对象 ................................................................................................... 12 7.车牌定位 ............................................................................................................................. 12 8.字符分割与识别 ................................................................................................................. 14 9.车牌识别： ......................................................................................................................... 20 六、 思考题............................................................................................................................. 27
： 实验类型一、 设计性实验 实验目的二、
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1. 掌握图像的获取、预处理和分割的原理及MATLAB实现方法。 2. 掌握使用扫描仪和计算机获取数字图像的方法，理解扫描仪的原理。
： 实验设备 三、扫描仪、安装有MATLAB软件的计算机
3. 自学一种字符图像的分割算法并用MATLAB编程实现该算法。
实验内容及原理四、
）字符图像的获取1（用扫描仪获取图像是字符图像处理常用的数字化过程的方法之一。
以办公设备中常用的台式扫描仪为例，其主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率（色彩位数）、扫描幅面和接口方式等，这些指标都可以从扫描仪的说明手册中获得。分辨率的单位是dpi（Dot Per
Inch），意思是每英寸的像素点数。
扫描仪工作时，首先由可移动带状光源将光线照在欲输入的图稿上，并沿y方向扫描稿件，产生表示图像特征的反射光或透射光。照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x方向的光带，经光学系统采集和过滤成RGB三色光带分别照射到RGB分量的CCD上，CCD将光信号转换为模拟电信号。内部电路的A/D变换器将模拟电信号转变为数字电子信号输送给计算机。将稿件全部扫描一遍，一幅完整的图像就输入到计算机中去了。
（2）字符图像预处理
根据扫描仪扫描的文档实际情况，有选择地用MATLAB编程实现字符图像倾斜校正、滤波、灰度化、二值化和归一化等图像预处理。根据具体需要，还可进行图像的正交变换、边缘提取、形态学和图像细化等操作。
（3）字符图像分割
通过查找资料，自学字符图像分割的常用算法，根据原始扫描图像的实际情况，设计一种字符图像分割的方法并用MATLAB编程实现，并绘制流程图。
车辆 字符分割
图像采集 字符识别 图像预处理 输出车牌号码车牌的定位 3
图1 流程图
（4）函数的作用
1.Imerode
功能：对图像实现腐蚀操作，即膨胀操作的反操作。 用法：IM2 = imerode(IM,SE) IM2 = imerode(IM,NHOOD) IM2 = imerode(IM,SE,PACKOPT,M) IM2 = imerode(...,PADOPT)
IM2 = imerode(IM,SE) 腐蚀灰度，二值，压缩二值图像IM，返回IM2。参数SE为由strel函数返回的结构元素或者结构元素对象组。
IM2 = imerode(IM,NHOOD)腐蚀图像IM，这里NHOOD是定义结构元素邻域0和1的矩阵。 IM2 = imerode(...,PADOPT)指出输出图像的大小（是否与输入图像大小一致）。 2.imdilate
功能：对图像实现膨胀操作。 用法：IM2 = imdilate(IM,SE) IM2 = imdilate(IM,NHOOD) IM2 = imdilate(IM,SE,PACKOPT) IM2 = imdilate(...,PADOPT)
IM2 = imdilate(IM,SE) 膨胀灰度，二值，压缩二值图像IM，返回IM2。参数SE为由strel函数返回的结构元素或者结构元素对象组。
IM2 = imdilate(IM,NHOOD)膨胀图像IM，这里NHOOD是定义结构元素邻域0和1的矩阵。 IM2 = imdilate(IM,SE,PACKOPT)定义IM是否是一个压缩的二值图像。 IM2 = imdilate(...,PADOPT)指出输出图像的大小。 3.strel
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功能：用于膨胀腐蚀及开闭运算等操作的结构元素对象(本论坛随即对膨胀腐蚀等操作进行讲解)。 用法：SE = strel(shape,parameters)
创建由指定形状shape对应的结构元素。其中shape的种类有
‘arbitrary'，'pair'，'diamond'，'periodicline'，'disk'，'rectangle' 'line'，'square'，'octagon
参数parameters一般控制SE的大小。 4.edge BW = edge(I)
采用灰度或一个二值化图像I作为它的输入，并返回一个与I相同大小的二值化图像BW，在函
数检测到边缘的地方为1，其他地方为0。
BW = edge(I,'sobel') 自动选择阈值用Sobel算子进行边缘检测。
BW = edge(I,'sobel',thresh) 根据所指定的敏感度阈值thresh，用Sobel算子进行边缘检测，它忽略了所有小于阈值的边缘。当thresh为空时，自动选择阈值。
BW = edge(I,'sobel',thresh,direction) 根据所指定的敏感度阈值thresh，在所指定的方向direction上，用Sobel 算子进行边缘检测。Direction可取的字符串值为horizontal(水平方向)、vertical(垂直方向)或both(两个方向)。 [BW,thresh] = edge(I,'sobel',...) 返回阈值
BW = edge(I,'prewitt') 自动选择阈值用prewitt算子进行边缘检测。
BW = edge(I,'prewitt',thresh) 根据所指定的敏感度阈值thresh，用prewitt算子进行边缘检测，它忽略了所有小于阈值的边缘。当thresh为空时，自动选择阈值。
BW = edge(I,'prewitt',thresh,direction) 根据所指定的敏感度阈值thresh，在所指定的方向direction上，用prewitt算子进行边缘检测。Direction可取的字符串值为horizontal(水平方向)、vertical(垂直方向)或both(两个方向)默认方向为both。 BW = edge(I,'roberts') 自动选择阈值用roberts算子进行边缘检测。
BW = edge(I,'roberts',thresh) 根据所指定的敏感度阈值thresh，用Roberts算子进行边缘检测，它忽略了所有小于阈值的边缘。当thresh为空时，自动选择阈值。 5.Imclose
功能：对图像实现闭运算，闭运算也能平滑图像的轮廓，但与开运算相反，它一般融合窄的缺口和细长的弯口，去掉小洞，填补轮廓上的缝隙。
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用法：IM2 = imclose(IM,SE) IM2 = imclose(IM,NHOOD) 用法和imopen相同。 6.imopen
功能：对图像实现开运算，开运算一般能平滑图像的轮廓，消弱狭窄的部分，去掉细的突出。 用法：IM2 = imopen(IM,SE) IM2 = imopen(IM,NHOOD)
IM2 = imopen(IM,SE)用 结构元素SE实现灰度图像或二值图像的IM的形态开运算。SE可以是单个结构元素对象或者结构元素对象数组。
IM2 = imopen(IM,NHOOD)用结构元素strel（NHOOD）执行开运算。 7.bwareaopen
功能：删除小面积对象 格式：
BW2 = bwareaopen(BW,P,conn) 作用：
删除二值图像BW中面积小于P的对象，默认情况下conn使用8邻域。 8.tic和toc函数
这两个函数一般配合使用，tic表示计时的开始，toc表示计时的结束。 格式如： tic 任意表达式 toc t=toc
9.fspecial
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功能：用于建立预定义的滤波算子，其语法格式为：h = fspecial(type) para)
，h = fspecial(type 指定相应的参数；type指定算子的类型，para其中 的类型有：type'average' 、1averaging filter
。3】为均值滤波，参数为hsize代表模板尺寸，默认值为【3， 'disk'circular averaging filter 5. radius代表区域半径，默认值为为圆形区域均值滤波，参数为 'gaussian'Gaussian lowpass filter
为滤波器的，sigma表示模板尺寸，默认值为【3 3】为高斯低通滤波，有两个参数，hsize0.5. 标准值，单位为像素，默认值为'prewitt'
Prewitt horizontal edge-emphasizing filter ，无参数用于边缘增强，大小为【3 3】'sobel' Sobel horizontal edge-emphasizing filter 用于边缘提取，无参数9. filter2
J中h对I进行滤波，结果保存在使用指定的滤波器J = filter2(h,I);10.bwarea 函数功能：计算二值图像中对象的总面积。 调用格式：
total = bwarea(BW)
估算二值图像BW中对象的总面积。 返回的total是一个标量， 它的值大致地反映了和图像中on像素的个数。由于对于不同像素类型， 度量标准不同， 因此结果可能并不十分精 7 被0 像素值不为确。BW可以是数值类型（整型、浮点型）或者逻辑类型。对于数值类型， double类型的。。返回值视为ontotal是 11.sum 功能：函数求和 x的横向相加，求每行的和，结果是列向量。sum(x,2)表示矩阵 就是竖向相加，求每列的和，结果是行向量。sum(x)而缺省的 一致，A>0的结果是得到一个逻辑矩阵，大小跟原来的A 。，小于等于零的位置置为0A中大于零的元素的位置置为1 A所以横向求和以后，就是求中每行大于零的元素个数。round 12. 功能：四舍五入Y = round(X)
调用格式： 也是一个四舍五入函数。matlab中round在
实验步骤 五、 载入车牌图
像：1.I=imread('car1.jpg');
：将车牌的原图显示出来，结果如下figure(1),imshow(I);title('original image')；% 8
将彩图转换为灰度图并绘制直方图：2. I1=rgb2gray(I);%将彩图转换为灰度图
figure(2),subplot(1,2,1),imshow(I1);title('gray image');
绘制灰度图的直方图figure(2),subplot(1,2,2),imhist(I1);title('灰度图直方图');% 结果如下所示：
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3. 用roberts算子进行边缘检测：
I2=edge(I1,'roberts',0.18,'both');%选择阈值0.18，用roberts算子进行边缘检测 figure(3),imshow(I2);title('roberts operator edge detection image')； 结果如下：
完整版数字图像处理车牌识别课程设计matlab实现附源代码
