车牌识别系统原理与代码「YOLO+MLP」

Posted 2023-04-01

参考技术A 车牌识别系统可以自动检测并识别图像中的车辆牌照，其算法主要包括牌照定位、牌照分割、字符识别等步骤。本文将给出一种基于深度学习的车牌识别系统方案。

由于可以自动地从视频图像中提取车辆牌照信息，因此车牌识别系统可以应用于以下行业：

我们的项目包含以下三个步骤：车辆牌照检测、牌照字符分割、牌照字符识别。

我们使用Yolo（You Only Look One）算法来检测车辆牌照。Yolo是一个基于卷积神经网络的深度学习目标检测架构。该架构由 Joseph Redmon , Ali Farhadi, Ross Girshick和Santosh Divvala引入，2015年推出第一个版本，然后逐渐升级至版本3：

Yolo是一个端到端训练的单一网络，可以用来预测目标的类别与边界框。Yolo网络速度极快，可以每秒45帧的速度实时处理图像。其中一个较小规模的网络，被称为Fast YOLO，甚至达到了令人咂舌的155帧/秒的处理速度。

下面我们来实现YOLO V3网络。首先，我们准备一个有700张包含土耳其车辆牌照的图片的数据集，对每一张图片，我们都使用一个桌面应用LabelImg标注出车牌位置并存入一个xml文件。数据下载及网络训练脚本如下：

在网络训练完之后，为了识别图像中的车辆牌照，我们从darknet/custom/weights中选择最新的模型并在文件object_detection_yolo.py中写入其路径名称，我们也将使用yolov3.cfg文件，注释掉训练部分，然后执行：

这就是我们的结果：

现在我们要分割出我们的车牌号码。这个步骤的输入是车牌图像，我们必须能够提取出单个字符的图像。由于这一步骤的输出将用于识别步骤，因此对于一个车牌识别系统而言，车牌分割步骤非常重要。为了尽可能的正确分割车牌字符，我们需要进行必要的预处理。

像素投影直方图用来找出字符区域的上限和下限、左边及右边。我们使用水平投影来找出字符的顶部 和底部位置，使用垂直投影来找出字符的左边和右边位置：

从车辆牌照中提取数字的另一个方法时使用形态学的开/闭操作来生成一些连通区域，然后再使用连通跟踪算法提取这些连通区域。

识别阶段是我们的车牌自动检测与识别系统的最后一个环节，识别是基于前面环节得到的单个字符图像。我们的模型将对这些图像进行预测，从而得到最终的车牌号码。

为了尽可能利用训练数据，我们将每个字符单独切割，得到一个车牌字符数据集，该数据集中包含11个类（数字0-9以及阿拉伯单词），每个类包含30~40张字符图像，图像为28X28的PNG格式。

然后，我们就多层感知器MLP和K近邻分类器KNN的比较进行了一些调研，研究结果标明，对于多层感知器而言，如果隐层的神经元增多，那么分类器的性能就会提高；同样，对于KNN而言，性能也是随着近邻数量的增多而提高。不过由于KNN的可调整潜力要远远小于MLP，因此我们最终选择在这个阶段使用多层感知器MLP网络来识别分割后的车牌字符：

你可以在这里找到代码及数据集：github

原文链接：车辆牌照自动检测与识别 —— 汇智网