基于FPGA的车牌倾斜校正系统

李洋等

摘 要：提出一种基于FPGA的倾斜车牌图像实时校正架构，包括两个过程：一个是车牌倾斜角检测；另一个是倾斜车牌图像校正。此架构能够很好的实现倾斜角度在正负20度之间的倾斜车牌图像的校正，并在VGA显示器上实时显示，为车牌字符分割提供了有利的条件。

关键词：FPGA 倾斜角检测 倾斜校正 实时

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2014）08（c）-0035-02

车牌识别在智能交通系统中占有重要地位，其过程可分为车牌图像采集、车牌图像预处理、车牌定位、车牌字符分割和车牌字符识别。车牌定位时可能会导致图像倾斜，这对后面车牌字符分割产生影响，最终导致字符识别不理想。因此，在车牌定位后加上车牌倾斜校正尤为重要。

1 车牌倾斜校正

本文提出的车牌倾斜校正FPGA架构如图1所示[1]。

1.1 倾斜角检测

系统实现车牌倾斜角检测：将YCbCr的高8位信号通过sobel模块做二值化处理；然后将车牌区域的数据存储；tan模块实现的是-15到+15整数角度的正切值；在检测倾斜角模块中，每个角度依次由得到的正切值计算出车牌区域的倾斜坐标并提取出相应的像素值并累加；最后通过比较每个旋转角度的像素累加值，最大累加的角度则为倾斜角[2]。

本文采用radon变换对车牌倾斜角进行检测。实现过程中，重点是要将坐标转换。

1.2 系统实现车牌倾斜校正

关于车牌倾斜校正，本文采用的方法是旋转投影法[3]。

公式中为原图像坐标点，为横坐标，为纵坐标；为目标图像坐标点，为横坐标，为纵坐标。倾斜角为-15°到0°时要对图像进行顺时针旋转；倾斜角为0°到+15°时要对图像进行逆时针旋转。

在对车牌区域图像倾斜校正时，由于坐标的变换使得输出像素为非整数值，所以，要对图像数据进行插值运算，本文采用双线性插值来解决这个问题[4]。

2 实验结果

本文提出的基于FPGA车牌倾斜角校正架构的程序，是采用Verilog硬件描述语言实现的。芯片型号为Altera公司的EP2C70F896C6N。输入信号是由摄像机采集的一张倾斜的车牌图像，校正后在分辨率为的VGA上显示。实验结果如图2所示，左边图像倾斜°，右边图像倾斜9°。

3 结论

本文中我们讨论了基于FPGA实现倾斜车牌图像校正，充分利用了FPGA的重建性和扩展型来实现车牌图像的倾斜校正，所以此系统可以按需要进行修改而不必调整其硬件架构，具有很好的灵活性。实验结果以证明了架构是可行的，在车牌识别系统中使后面的字符分割更可靠。

参考文献

[1] 李佳悦.基于FPGA的车牌倾斜校正算法研究及实现[D].长春：长春理工大学，2012.

[2] 贾晓丹，李文举，王海娇.一种新的基于Radon变换的车牌倾斜校正方法[J].计算机工程与应用，2008，44（3）：245-248.

[3] 李文举，梁德群，崔连延，等.一种新的车牌倾斜校正方法[J].信息与控制，2004，33（2）：231-235.

[4] 陈宝平，赵俊岚，尹志凌.双线性插值算法的一种快速实现方法[J].北京电子科技学院学报，2004，12（4）：21-23.endprint

摘 要：提出一种基于FPGA的倾斜车牌图像实时校正架构，包括两个过程：一个是车牌倾斜角检测；另一个是倾斜车牌图像校正。此架构能够很好的实现倾斜角度在正负20度之间的倾斜车牌图像的校正，并在VGA显示器上实时显示，为车牌字符分割提供了有利的条件。

关键词：FPGA 倾斜角检测 倾斜校正 实时

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2014）08（c）-0035-02

车牌识别在智能交通系统中占有重要地位，其过程可分为车牌图像采集、车牌图像预处理、车牌定位、车牌字符分割和车牌字符识别。车牌定位时可能会导致图像倾斜，这对后面车牌字符分割产生影响，最终导致字符识别不理想。因此，在车牌定位后加上车牌倾斜校正尤为重要。

1 车牌倾斜校正

本文提出的车牌倾斜校正FPGA架构如图1所示[1]。

1.1 倾斜角检测

系统实现车牌倾斜角检测：将YCbCr的高8位信号通过sobel模块做二值化处理；然后将车牌区域的数据存储；tan模块实现的是-15到+15整数角度的正切值；在检测倾斜角模块中，每个角度依次由得到的正切值计算出车牌区域的倾斜坐标并提取出相应的像素值并累加；最后通过比较每个旋转角度的像素累加值，最大累加的角度则为倾斜角[2]。

本文采用radon变换对车牌倾斜角进行检测。实现过程中，重点是要将坐标转换。

1.2 系统实现车牌倾斜校正

关于车牌倾斜校正，本文采用的方法是旋转投影法[3]。

公式中为原图像坐标点，为横坐标，为纵坐标；为目标图像坐标点，为横坐标，为纵坐标。倾斜角为-15°到0°时要对图像进行顺时针旋转；倾斜角为0°到+15°时要对图像进行逆时针旋转。

在对车牌区域图像倾斜校正时，由于坐标的变换使得输出像素为非整数值，所以，要对图像数据进行插值运算，本文采用双线性插值来解决这个问题[4]。

2 实验结果

本文提出的基于FPGA车牌倾斜角校正架构的程序，是采用Verilog硬件描述语言实现的。芯片型号为Altera公司的EP2C70F896C6N。输入信号是由摄像机采集的一张倾斜的车牌图像，校正后在分辨率为的VGA上显示。实验结果如图2所示，左边图像倾斜°，右边图像倾斜9°。

3 结论

本文中我们讨论了基于FPGA实现倾斜车牌图像校正，充分利用了FPGA的重建性和扩展型来实现车牌图像的倾斜校正，所以此系统可以按需要进行修改而不必调整其硬件架构，具有很好的灵活性。实验结果以证明了架构是可行的，在车牌识别系统中使后面的字符分割更可靠。

参考文献

[1] 李佳悦.基于FPGA的车牌倾斜校正算法研究及实现[D].长春：长春理工大学，2012.

[2] 贾晓丹，李文举，王海娇.一种新的基于Radon变换的车牌倾斜校正方法[J].计算机工程与应用，2008，44（3）：245-248.

[3] 李文举，梁德群，崔连延，等.一种新的车牌倾斜校正方法[J].信息与控制，2004，33（2）：231-235.

[4] 陈宝平，赵俊岚，尹志凌.双线性插值算法的一种快速实现方法[J].北京电子科技学院学报，2004，12（4）：21-23.endprint

摘 要：提出一种基于FPGA的倾斜车牌图像实时校正架构，包括两个过程：一个是车牌倾斜角检测；另一个是倾斜车牌图像校正。此架构能够很好的实现倾斜角度在正负20度之间的倾斜车牌图像的校正，并在VGA显示器上实时显示，为车牌字符分割提供了有利的条件。

关键词：FPGA 倾斜角检测 倾斜校正 实时

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2014）08（c）-0035-02

车牌识别在智能交通系统中占有重要地位，其过程可分为车牌图像采集、车牌图像预处理、车牌定位、车牌字符分割和车牌字符识别。车牌定位时可能会导致图像倾斜，这对后面车牌字符分割产生影响，最终导致字符识别不理想。因此，在车牌定位后加上车牌倾斜校正尤为重要。

1 车牌倾斜校正

本文提出的车牌倾斜校正FPGA架构如图1所示[1]。

1.1 倾斜角检测

系统实现车牌倾斜角检测：将YCbCr的高8位信号通过sobel模块做二值化处理；然后将车牌区域的数据存储；tan模块实现的是-15到+15整数角度的正切值；在检测倾斜角模块中，每个角度依次由得到的正切值计算出车牌区域的倾斜坐标并提取出相应的像素值并累加；最后通过比较每个旋转角度的像素累加值，最大累加的角度则为倾斜角[2]。

本文采用radon变换对车牌倾斜角进行检测。实现过程中，重点是要将坐标转换。

1.2 系统实现车牌倾斜校正

关于车牌倾斜校正，本文采用的方法是旋转投影法[3]。

公式中为原图像坐标点，为横坐标，为纵坐标；为目标图像坐标点，为横坐标，为纵坐标。倾斜角为-15°到0°时要对图像进行顺时针旋转；倾斜角为0°到+15°时要对图像进行逆时针旋转。

在对车牌区域图像倾斜校正时，由于坐标的变换使得输出像素为非整数值，所以，要对图像数据进行插值运算，本文采用双线性插值来解决这个问题[4]。

2 实验结果

本文提出的基于FPGA车牌倾斜角校正架构的程序，是采用Verilog硬件描述语言实现的。芯片型号为Altera公司的EP2C70F896C6N。输入信号是由摄像机采集的一张倾斜的车牌图像，校正后在分辨率为的VGA上显示。实验结果如图2所示，左边图像倾斜°，右边图像倾斜9°。

3 结论

本文中我们讨论了基于FPGA实现倾斜车牌图像校正，充分利用了FPGA的重建性和扩展型来实现车牌图像的倾斜校正，所以此系统可以按需要进行修改而不必调整其硬件架构，具有很好的灵活性。实验结果以证明了架构是可行的，在车牌识别系统中使后面的字符分割更可靠。

参考文献

[1] 李佳悦.基于FPGA的车牌倾斜校正算法研究及实现[D].长春：长春理工大学，2012.

[2] 贾晓丹，李文举，王海娇.一种新的基于Radon变换的车牌倾斜校正方法[J].计算机工程与应用，2008，44（3）：245-248.

[3] 李文举，梁德群，崔连延，等.一种新的车牌倾斜校正方法[J].信息与控制，2004，33（2）：231-235.

[4] 陈宝平，赵俊岚，尹志凌.双线性插值算法的一种快速实现方法[J].北京电子科技学院学报，2004，12（4）：21-23.endprint