基于并行模板匹配的車牌識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已有數(shù)百種模式識(shí)別與圖像處理(PRIP, Pattern Recognition and Image Processing)系統(tǒng)活躍在各個(gè)領(lǐng)域，許多已經(jīng)作為商品推向市場(chǎng)。越來(lái)越多的識(shí)別算法被應(yīng)用到各種智能模式識(shí)別系統(tǒng)特別是車牌識(shí)別系統(tǒng)中，而車牌識(shí)別技術(shù)則被廣泛融合到各種交通管理系統(tǒng)，如電子警察、道路監(jiān)控、車輛收費(fèi)和小區(qū)智能化管理系統(tǒng)等。與此同時(shí)，嵌入式技術(shù)因其極高的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)已深入到現(xiàn)代化生活的各個(gè)方面。車牌識(shí)別作為智

2、能交通的關(guān)鍵技術(shù)，它與嵌入式系統(tǒng)的結(jié)合有著重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。
　　由于ARM處理器的飛速發(fā)展以及FPGA無(wú)可比擬的并行處理優(yōu)點(diǎn)，基于并行處理架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)基本能夠滿足車牌識(shí)別系統(tǒng)的要求，而且其性價(jià)比優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。傳統(tǒng)的車牌識(shí)別系統(tǒng)主要是基于PC平臺(tái)的，其缺點(diǎn)是體積龐大、成本高，不如廉價(jià)的嵌入式系統(tǒng)方便靈活。此外，傳統(tǒng)的車牌識(shí)別系統(tǒng)多采用單片 DSP或其他專用集成電路(ASIC, Application Spe

3、cific Integrated Circuit)來(lái)完成算法，由于這類處理器不僅價(jià)格較高而且一般只能串行處理，若采用模板匹配算法只能與整個(gè)模板庫(kù)逐一匹配，因此該算法在處理較大模板庫(kù)時(shí)匹配時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。為了克服該缺點(diǎn)，論文構(gòu)建了一種基于ARM和FPGA的協(xié)同處理架構(gòu)，充分利用了前者計(jì)算靈活以及后者高速并行處理的特點(diǎn)，借鑒并行PRIP系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，將復(fù)雜的圖像預(yù)處理交由ARM計(jì)算，將計(jì)算量龐大的模板匹配交由FPGA實(shí)現(xiàn)。這樣的系統(tǒng)架構(gòu)使得AR

4、M在進(jìn)行圖像預(yù)處理的同時(shí)，F(xiàn)PGA可以進(jìn)行并行模板匹配，從而提高了系統(tǒng)的識(shí)別效率。
　　論文在搭建系統(tǒng)框架的過(guò)程中對(duì)比了傳統(tǒng)車牌識(shí)別技術(shù)，并闡述了改進(jìn)算法的優(yōu)勢(shì)，在圖像預(yù)處理中簡(jiǎn)述了圖像處理的基本算法。論文重點(diǎn)講述了并行模板匹配的原理及其實(shí)現(xiàn)方法，并根據(jù)算法仿真和硬件測(cè)試驗(yàn)證了算法的高效性。從字符識(shí)別的并行匹配分析中可以看到，F(xiàn)PGA擁有的大量并行硬件資源，充分合理設(shè)計(jì)模板匹配模塊可以并行完成7個(gè)車牌字符的識(shí)別，相比于需要高速串行