1.41基于機(jī)器學(xué)習(xí)的車標(biāo)的識(shí)別系統(tǒng)的檢測(cè)軟件設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u28223基于機(jī)器學(xué)習(xí)的車標(biāo)的識(shí)別系統(tǒng)的檢測(cè)軟件設(shè)計(jì)案例 1105721.1車標(biāo)的實(shí)況收集 168781.2車標(biāo)預(yù)處理 2145681.3閾值選取 2137491.4圖像勘測(cè) 3279041.5車標(biāo)檢測(cè) 9262951.5.1二值圖像法 10247601.5.2對(duì)小區(qū)域的消除 10111251.6車標(biāo)識(shí)別 10本次研究希望能形成一個(gè)完整、實(shí)時(shí)的自動(dòng)化車標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng),所以我們做的首先就是圖像的采集工作,然后經(jīng)過(guò)圖像的預(yù)處理、閾值的選取、分割,對(duì)輸入信號(hào)加工完成形成更為優(yōu)質(zhì)的信號(hào)后，再直至進(jìn)行模式識(shí)別,最后對(duì)車標(biāo)的精確識(shí)別。該系統(tǒng)主要包括幾個(gè)功能模塊:車標(biāo)圖像實(shí)時(shí)采集、圖像預(yù)處理、閾值選擇、圖像測(cè)量、車標(biāo)自動(dòng)檢測(cè),其操作如下圖4-1所示。圖4-1過(guò)程1.1車標(biāo)的實(shí)況收集實(shí)際操作中直接可攝像頭或是相機(jī)的拍攝和捕捉，另外從網(wǎng)上尋找部分圖片，并將信號(hào)向下傳輸。設(shè)計(jì)擬用采集圖像的一些傳感器。1.2車標(biāo)預(yù)處理要將采集的圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理來(lái)除燥，比如：去掉一些偏遠(yuǎn)的點(diǎn)和調(diào)整亮度。例如圖4-2所示。圖4-2初始圖像及調(diào)整后圖像圖像信號(hào)預(yù)處理過(guò)后，如圖4-3所示，灰度被拉伸了一些。050100150200250050100150200250直方圖直方圖像素值300025002000150010005000050100150200250像素值300025002000150010005000圖4-3調(diào)整前后對(duì)比1.3閾值選取極限值的選取對(duì)提取信息采集十分關(guān)鍵，以下采取通過(guò)圖像的灰度直方示意圖來(lái)得到極限值，如圖4-4所示?；叶戎祷叶戎抵狈綀D050100150200250050100150200250直方圖像素值6000500040003000200010000像素值6000500040003000200010000灰度值圖4-4濾波前后的灰度直方示意圖1.4圖像勘測(cè)（1）車標(biāo)尺寸與坐標(biāo)的確定通過(guò)極值選取，進(jìn)行二值化的運(yùn)算處理，有助于得到整個(gè)信息數(shù)據(jù)，如圖4-5所示。圖4-5處理后的圖像圖4-6坐標(biāo)圖由圖4-6所示，可得：那么，可得車標(biāo)的圓心分布坐標(biāo)，其分布曲線依次如圖5-7所示。01002003004005006007008000100200300400500600700800圖像寬（Y）圖像數(shù)據(jù)圖像高（X）60050040030020010000100200300400500600700800圖像數(shù)據(jù)圖像寬（Y）圖像高（X）6005004003002001000圖4-7數(shù)據(jù)曲線在實(shí)際的圖像中經(jīng)常會(huì)存在各種干擾,圖像信號(hào)最佳態(tài),因此我們?cè)趻呙钑r(shí),必須找到干擾信息并減小誤差,在圖4-7中我們就可以更加直觀地進(jìn)行顯示。一旦找到了含有此誤差的測(cè)定值,就要把它們從測(cè)定結(jié)果中刪除。若設(shè)被測(cè)量的真數(shù)值為，一系列測(cè)得值為，則測(cè)量列中的隨機(jī)有效誤差為上式中正態(tài)分布的分布密度為：上式中——標(biāo)準(zhǔn)差；——自然對(duì)數(shù)的底。-1-0.500.51-1-0.500.512.521.510.50-0.5圖4-8誤差曲線綜上所述：由誤差曲線可得數(shù)值愈小，則的系數(shù)的絕對(duì)值愈大，降低得愈快，分布曲線變陡。同時(shí)降低愈慢，分布曲線平坦。誤差曲線如圖4-8所示。相同準(zhǔn)度下，單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差如下：式中、、、分別表示測(cè)試次數(shù)(很大)、真值之差、殘差、均值。圖4-9半徑計(jì)算由圓心坐標(biāo)，再進(jìn)行去除粗大誤差后，通過(guò)自動(dòng)掃描的數(shù)據(jù)就可計(jì)算車標(biāo)的半徑，如圖4-9所示。為圖像有效寬度，為的個(gè)數(shù)。（2）判斷判斷采集的樣本是空心還是實(shí)心。圖像寬（X）0100200300400500600700800圖像寬（X）0100200300400500600700800經(jīng)過(guò)圓心掃描的原始圖像數(shù)據(jù)灰度值300250200150100500圖像寬（X）0100200300400500600700800經(jīng)過(guò)閾值分割之后灰度值6005004003002001000圖像寬（X）圖像寬（X）0100200300400500600700800經(jīng)過(guò)圓心掃描的原始圖像數(shù)據(jù)灰度值300250200150100500圖像寬（X）0100200300400500600700800經(jīng)過(guò)閾值分割之后灰度值6005004003002001000圖4-11圓片結(jié)合圖4-10、4-11能得出，當(dāng)檢驗(yàn)對(duì)象是圓環(huán)形，在O附近會(huì)有明顯間斷；而圓形片沒(méi)有這種情況。模擬操作如圖4-12所示：圖4-12模擬掃描過(guò)程但因?yàn)閳D像類似于一個(gè)矩陣，需要將它轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)系，（車標(biāo)中心為坐標(biāo)原點(diǎn)）在轉(zhuǎn)化到圖像矩陣中，為其中，和依次是車標(biāo)圓心的橫縱坐標(biāo)。再當(dāng)逐個(gè)掃描每個(gè)像素碰到灰度突變的時(shí)候，記下和：020406080100弧度020406080100弧度按弧度計(jì)算的內(nèi)圓半徑大小半徑大小200180160140120100806040200弧度020406080100半徑大小200180160140120100806040200按弧度計(jì)算的內(nèi)圓半徑大小圖4-13前后對(duì)比最后，掃描結(jié)束，得到數(shù)據(jù)曲線如圖4-13所示；將掃描到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，除掉偏差較大的數(shù)據(jù)，計(jì)算內(nèi)徑大小。（3）光圈計(jì)算圖4-14去光圈在檢測(cè)中，因?yàn)槟承┰颍糠止饩€會(huì)進(jìn)入攝像系統(tǒng)，從而形成光圈，例如4-14所示，這樣會(huì)影響圖像的檢測(cè)。所以須處理光圈從而能得到理想數(shù)據(jù)。圖4-15光圈掃描其掃描過(guò)程如下：首先，如圖4-15所示，原理同上；在轉(zhuǎn)化到圖像分布矩陣中，為根據(jù)判斷方案來(lái)確定是掃描圓環(huán)還是圓片，再依據(jù)所檢形狀適當(dāng)提高圖像的處理速度。測(cè)試集晶過(guò)預(yù)處理、去除光圈，用合適的取值分割圖像信息數(shù)據(jù)，再運(yùn)用膨脹等方式，就可以把車標(biāo)信息提取出來(lái)。1.5車標(biāo)檢測(cè)對(duì)車標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，首先必須確定經(jīng)過(guò)處里后的圖像是否有車標(biāo)，如果沒(méi)有，則車標(biāo)無(wú)車標(biāo)。如果有車標(biāo)，則車標(biāo)是否是獨(dú)立的車標(biāo)，圖像中有幾個(gè)車標(biāo)，需要對(duì)不同的車標(biāo)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。設(shè)已經(jīng)分割出的二值圖像，如果在檢測(cè)過(guò)程中碰到車標(biāo)上一點(diǎn)，則它的上方和左邊鄰近點(diǎn)必然是已經(jīng)標(biāo)記過(guò)了的點(diǎn)，對(duì)該點(diǎn)加標(biāo)記的方法是由左點(diǎn)及上點(diǎn)來(lái)確定的，會(huì)有幾種情況。如圖4-16所示，（圖中A，0分別表示車標(biāo)和車標(biāo)以外的部分。）圖4-16原圖像依據(jù)上述原則，在首次掃描后對(duì)車標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記，如圖4-17所示，標(biāo)記1-N（N是大于1的正整數(shù)），我們會(huì)發(fā)現(xiàn)同一車標(biāo)可能會(huì)產(chǎn)生多種標(biāo)記，因此需重復(fù)掃描操作，如果達(dá)到四連通原則，就可以進(jìn)行統(tǒng)一整合了。如圖4-18所示。圖4-17掃描示意圖圖4-18標(biāo)記圖1.5.1二值圖像法利用二值圖像法，每一個(gè)區(qū)域都是同一像素連成的，從而我們通過(guò)標(biāo)記這些區(qū)域，獲取區(qū)域的數(shù)目。如圖4-19的示例所示，圖中有A、B、C三個(gè)不連通的車標(biāo)。圖4-19標(biāo)識(shí)區(qū)域經(jīng)處理后，可得標(biāo)記后的圖像。1.5.2對(duì)小區(qū)域的消除如果某個(gè)區(qū)域的面積過(guò)小，在一定閾值以下，則該區(qū)域不是所需要采集的空間區(qū)域，要清除掉整理后，再來(lái)形成新的圖像，示意如圖4-20。圖4-20去掉小面積的區(qū)域1.