圖4—3 卷積模板 圖4—4 中值濾波硬件框圖

4.1.4 灰度拉伸模塊

圖4—5即為灰度拉伸模塊的硬件框圖，像素值與閾值進(jìn)行比較，若像素值較大則輸出為1，否則輸出為0。多選器根據(jù)兩個(gè)比較器的輸出來選擇輸入，其輸出即為灰度拉伸后的灰度值。

圖4—5 灰度拉伸模塊硬件框圖

4.1.5 Sobel邊緣檢測(cè)模塊

與中值濾波類似，Sobel邊緣檢測(cè)也是由圖像數(shù)據(jù)與一個(gè)模板卷積實(shí)現(xiàn)的，其卷積模板稱為Sobel算子。圖4—6為Sobel邊緣檢測(cè)模塊的硬件框圖，其實(shí)現(xiàn)方式與圖4—4類似。

圖4—6 Sobel邊緣檢測(cè)模塊硬件框圖

4.1.6 牌照區(qū)域搜索模塊

圖4—7為牌照區(qū)域搜索模塊的硬件實(shí)現(xiàn)框圖，它分為行掃描確定車牌上下邊界和列掃描確定車牌左右邊界兩部分。圖4—7左半部分電路為上下邊界確定電路，跳變點(diǎn)檢測(cè)模塊檢測(cè)每行的跳變點(diǎn)個(gè)數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行累加，每行掃描完成后將跳變點(diǎn)個(gè)數(shù)輸入比較器與閾值做比較，若大于閾值則為車牌區(qū)域，否則為非車牌區(qū)域，由此確定車牌區(qū)域的上下邊界；圖4—7右半部分為左右邊界確定電路，左跳變起始點(diǎn)檢測(cè)模塊負(fù)責(zé)自左往右檢測(cè)第一個(gè)跳變點(diǎn)，檢測(cè)到即將該跳變點(diǎn)所在列存入左邊界RAM，確定車牌區(qū)域左邊界，右邊界確定方法類似。

圖4—7 牌照區(qū)域搜索模塊硬件框圖

4.1.7 候選區(qū)域判別模塊

候選區(qū)域判別模塊是在上一步搜索的不止一個(gè)候選區(qū)域中判別出真正的車牌區(qū)域，其硬件框圖如圖4—8所示。長(zhǎng)寬比例計(jì)算模塊負(fù)責(zé)計(jì)算出每個(gè)候選區(qū)域的長(zhǎng)寬比例，然后與已知的車牌區(qū)域長(zhǎng)寬比例進(jìn)行比較即可獲得真正的車牌區(qū)域。

圖4—8 候選區(qū)域判別模塊硬件框圖

4.1.8 字符分割模塊

圖4—9為字符分割模塊的硬件框圖。首先，車牌定位出來的車牌區(qū)域圖像輸入一個(gè)比較器進(jìn)行二值化，再經(jīng)過幾何變換模塊進(jìn)行形狀矯正，然后垂直投影、上輪廓檢測(cè)和下輪廓檢測(cè)三個(gè)模塊并行地對(duì)其進(jìn)行處理獲得三組分割點(diǎn)，然后根據(jù)這三組分割點(diǎn)的相互關(guān)系判定出一組正確的分割點(diǎn)。

圖4—9 字符分割模塊硬件框圖

4.2所需開發(fā)平臺(tái)及其它資源

本設(shè)計(jì)方案中，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)完成實(shí)時(shí)的高速數(shù)字信號(hào)處理、視頻解碼芯片控制、數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)等任務(wù)，這需要足夠多的存儲(chǔ)器和邏輯資源以及足夠快的時(shí)鐘頻率。為了保證本方案順利完成，需要向大賽組委會(huì)申請(qǐng)Nexys™3 Spartan-6 FPGA Board。另外，本方案還需要CCD攝像頭和視頻解碼芯片等完成視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)采集。

五、附錄

本算法設(shè)計(jì)方案得到的仿真結(jié)果如下所示。

圖6—1 原始RGB圖像 圖6—2 灰度圖像

圖6—3 去噪圖像 圖6—4 邊緣檢測(cè)結(jié)果

圖6—5 確定上下邊界的車牌區(qū)域

圖6—6 定位的車牌區(qū)域 圖6—7 二值化后的車牌區(qū)域

圖6—8 車牌字符分割結(jié)果