本文對傳統(tǒng)的以通用數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）為核心的車牌識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，介紹了一種新的基于fpga車牌識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過攝像頭采集汽車車牌圖像，經(jīng)過fpga核心處理器對圖像進(jìn)行處理，識(shí)別出車牌號(hào)，并通過 lcd 顯示。經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車牌識(shí)別的功能，可運(yùn)用于工程實(shí)踐。

　　智能交通系統(tǒng)已成為當(dāng)前交通管理發(fā)展的重要方向，而車輛牌照識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的重要研究課題之一，有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景［1］。傳統(tǒng)的車輛牌照識(shí)別大多以pc平臺(tái)上的純軟件算法或dsp處理器為核心來實(shí)現(xiàn)。由pc機(jī)構(gòu)建的系統(tǒng)非小型化，在系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的方面存在不足，主要用于前期算法的研究;而以通用的數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）為核心的車牌識(shí)別系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，開發(fā)調(diào)試?yán)щy，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和升級(jí)性較差。本文所構(gòu)建的車牌字符系統(tǒng)基于fpga平臺(tái)，具有并行運(yùn)算能力強(qiáng)、接口邏輯豐富等特性，為構(gòu)建實(shí)時(shí)、便攜的車牌字符識(shí)別系統(tǒng)提供了一種有效、可行的解決方案。

　　1 系統(tǒng)概述

　　系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)流程如下圖1所示。

　　本系統(tǒng)主要采用xilinx公司的virtex-2 pro開發(fā)板為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，根據(jù)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，將系統(tǒng)劃分為硬、軟件兩部分，硬件部分包括車牌采集和a/d轉(zhuǎn)換、車牌預(yù)處理等;軟件部分主要是在spartan-3e fpga上使用microblaze軟核系統(tǒng)開發(fā)，并使用多模板匹配算法對車牌進(jìn)行識(shí)別，最后識(shí)別結(jié)果在lcd上顯示。

　　2 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)

? ? ? ?本系統(tǒng)主要由ccd攝像頭、圖像采集板、xc2vp30芯片、xccace 芯片、以及l(fā)cd 顯示器等組成。

　　系統(tǒng)的工作原理是：由攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)通過圖像采集板進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以及轉(zhuǎn)換成相應(yīng)圖像格式進(jìn)行存儲(chǔ)，然后從存儲(chǔ)器中將信號(hào)送至xc2vp30 芯片進(jìn)行車牌圖像處理，最終在 lcd 上以文本的形式顯示出由攝像頭拍攝的車牌號(hào)碼。

　　3 軟件算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　通過車牌軟件算法的研究，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真及fpga集成開發(fā)環(huán)境ise編程實(shí)現(xiàn)車牌識(shí)別功能。

　　3.1 車牌定位技術(shù)

　　車牌定位是車牌識(shí)別技術(shù)的核心技術(shù)，本文所采用的車牌定位方法流程圖如圖3所示。

　　車牌定位算法步驟如下：（1）輸入采集到的彩色圖片（2）把彩色圖片轉(zhuǎn)化為256色灰度級(jí)的dib位圖灰度圖像（3）用基于空間分布的最大類間二值化方法將灰度圖像二值化（4）對二值化圖像進(jìn)行中值濾波處理（5）采用邊緣檢測算子來實(shí)現(xiàn)車牌區(qū)域和背景的分離（6）對處理后的圖像進(jìn)行逐行逐列掃描，確定車牌的上下左右邊界，并返回車牌所在位置，若不存在車牌則返回失敗。

　　3.1.1 圖像的灰度化

　　在車牌識(shí)別技術(shù)中將圖像進(jìn)行灰度化處理，不僅不會(huì)大量損失車牌信息，并且由于灰度圖像包含的信息量比彩色圖像要小得多，處理起來也不必考慮車牌顏色不同的情況，既簡化了處理過程又不會(huì)影響識(shí)別精度。

　　灰度化圖像可根據(jù)以下公式進(jìn)行［2］： v= r×0.3+g×0.6+b×0.1 式中 r、g、b 分別是讀取的紅、綠、藍(lán)的分量值，v 是計(jì)算出的每個(gè)像素的灰度值。然后，將像素的 r、g、b 三分量的值都設(shè)為 v 重新寫回內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)彩色圖像向灰度圖像（如圖4所示）的轉(zhuǎn)化。