ỨNG DỤNG MATLAB NHẬN DẠNG BIỂN số XE

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ỨNG DỤNG MATLAB NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE TP HỜ CHÍ MINH, NĂM 2021 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ỨNG DỤNG MATLAB NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo Viên Hướng Dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Giáo Viên Phản Biện LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tất Thầy Cô khoa Công nghệ Điện - Điện Tử tận tình dạy dỗ, giúp đỡ em thời suốt trình học tập trường Đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM Xin cảm ơn thầy cô trực tiếp dạy bảo em thầy gián tiếp giúp đỡ em q trình tìm kiếm tài liệu cho việc thực đồ án tốt nghiệp Đặc biệt em xin trân trọng cảm ơn Thầy ThS Nguyễn Phú Công – Người tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu truyền đạt nhiều ý kiến thiết thực suốt trình thực đồ án Những kinh nghiệm quý báu mà Thầy truyền đạt hành trang vững giúp em tự tin nghề nghiệp sau Xin cảm ơn gia đình bạn bè ủng hộ, động viên, giúp đỡ em vượt qua khó khăn suốt thời gian vừa qua để em hồn thành nhiệm vụ học tập đồ án tốt nghiệp cách tốt Mặc dù có nhiều cố gắng với kiến thức hạn hẹp thời gian tiếp xúc với thực tế chưa nhiều, báo cáo đồ án em tránh khỏi nhiều thiếu sót Em mong có ý kiến đóng ghóp chân thành Thầy Cơ kiến thức báo cáo hồn thành TP Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng năm 2021 Sinh viên Lê Bá Trí TĨM TẮT ĐỀ TÀI Cùng với phát triển công nghệ khoa học kỹ thuật, hệ thống giao thông thông minh dần trở thành công cụ hỗ trợ đắc lực cho người Hiện việc người sử dụng phương tiện giao thông ô tơ, xe máy khơng ngừng gia tăng việc cần kiểm sốt chặt chẽ phương tiện giao thơng cần thiết hết Mỗi xe sở hữu cho biển số riêng, nhiên việc quản lý chúng khu vực tập trung nhiều xe bãi đỗ xe, trạm cân, quản lý phương tiện lưu thông đường Việt Nam đa phần sử dụng người kết hợp với loại vé ghi tay vé quét điện tử Cả hai cách cho thấy hạn chế mặt cần có nhân cơng xử lý địa điểm đó, dễ xảy sai sót, xử lý chậm chạp, khơng linh hoạt Có nhiều nhiều thành tựu khoa học cơng nghệ giao thông vận tải giúp nhà quản lý giám sát điều khiển di chuyển, hoạt động phương tiện giao thông đô thị lớn Một số ứng dụng đọc biển số xe tự động Hệ thống làm đơn giản thực nhanh chóng q trình gửi, lấy quản lý xe Với số lượng phương tiện giao tham gia giao thơng ngày tăng lên nhu cầu lại, sản xuất người dân ngày nhiều Lưu lượng phương tiện giao thông sử dụng nơi công cộng lớn Vấn đề quản lý phương tiện giao thông địa điểm công cộng, bãi giữ xe toán lớn cho nhà quản lý Bên cạnh vấn đề quản lý cho phù hợp, yêu cầu kinh tế bỏ qua Mặc dù cách sử dụng mắt người cách tốt để đọc biển số xe khơng phải cách tốt cho hệ thống với số lượng phương tiện lớn Bài toán đặt cho người làm khoa học cần phải xây dựng hệ thống tự động quản lý phương tiện giao thông nơi công cộng với chi phí phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam Hệ thống nhận diện biển số xe ứng dụng nhiều nơi có lượng phương tiện giao thơng doanh nghiệp, cơng ty, trường học…Ngồi việc hỗ trợ coi giữ xe nơi công cộng, hệ thống lắp đặt với nhiều mục đích khác quản lý, giám sát,… Trên trạm thu phí người ta sử dụng hệ thống nhận dạng biển số xe để tự động thu phí phương tiện giao thông Hay xa lộ, điểm giao thông, người ta lắp đặt hệ thống để hỗ trợ công tác điều tra, truy bắt tội phạm…Hiện nay, giới ứng dụng đọc biển số xe áp dụng cách rộng rãi Nhằm giải vấn đề quản lý phương tiện giao thơng việc thiết kế sử dụng hệ thống nhận diện biển số xe tự động nhu cầu thiết yếu Theo tìm hiểu, em thấy giới người ta sử dụng hệ thống nhận dạng, kiểm soát biển số xe tự động phổ biến Một phương pháp hiệu ứng dụng việc ứng dụng matlab vào nhận diện biern số xe Cùng với tò mò, hào hứng với vấn đề nhận thấy công nghệ nhận diện biển số xe tự động Việt Nam có tiềm nên em chọn nghiên cứu đề tài “Ứng dụng matlab nhận diện biển số xe” làm đề tài nghiên cứu tốt nghiệp MỤC LỤC TĨM TẮT ĐỀ TÀI MỤC LỤC NỘI DUNG .9 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 10 1.1 Đặt vấn đề 10 1.2 Mục tiêu đề tài .11 1.3 Phạm vi đề tài 11 CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 12 2.1 Tổng quan xử lý nhận dạng ảnh .12 2.2 Lý thuyết ảnh số .14 2.2.1 Các khái niệm ảnh 14 2.2.2 Các cách phân loại ảnh 16 2.3 Ảnh RGB .17 2.3.1 Tổng quát ảnh RGB 17 2.3.2 Cách chuyển hệ màu RGB 19 2.3.3 Ưu điểm hệ màu RGB 19 2.3.4 Ứng dụng hệ màu RGB 19 2.4 Lựa chọn phương pháp 19 2.4.1 Phương pháp nhận dạng cổ điển 19 2.4.2 Phương pháp ứng dụng Matlab 20 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG 21 3.1 Hệ thống tự nhận dạng biển số xe 21 3.1.1 Giới thiệu 21 3.1.2 Một số quy định biển số xe Việt Nam 21 3.1.3 Phân loại phương pháp nhận dạng biển số xe 24 3.1.4 Hệ thống nhận dạng biển số xe khu vực ứng dụng 25 3.2 Phương pháp thực 26 3.2.1 Giới thiệu MATLAB 26 3.2.2 Xử lý ảnh với Matlab 26 3.2.3 Các giai đoạn xử lý ảnh 26 3.3 Quy trình thực .28 3.3.1 Các phương pháp phát triển áp dụng 28 3.3.2 Các phương pháp tách biển số xe 29 3.3.3 Các phương pháp tách ký tự nhận dạng ký tự 29 3.3.4 Các bước thực .30 3.4 Các thuật xử lý ảnh liên quan 33 3.4.1 Biến đổi ảnh xám (Grayscale convert) 33 3.5 Nhận diện biển số MATLAB 34 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50 4.1 Kết đánh giá hệ thống .50 4.1.1 Kết 50 4.1.2 Đánh giá .52 4.1.3 Một số kí tự nhận dạng dễ bị nhầm lẫn 55 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .56 5.1 Kết luận 56 5.2 Kiến nghị 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO .58 NỘI DUNG Tên đồ án: Ứng dụng xử lý ảnh nhận diện biển số xe Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Phú Công Thời gian thực hiện: Từ ngày 27/03/2021đến ngày 30/09/2021 Sinh viên thực hiện: Lê Bá Trí-2032175002 Nội dung nghiên cứu đề tài: - Xây dựng trình phân tích, dạy chữ số - Nhận diện điểm ảnh, tách phân tích tách số chữ cái, sàn lọc điểm ánh sáng không liên quan - Nhận diện tổng thể bảng số xe Kế hoạch thực đề tài: - Từ ngày 27/03/2021: Nhận đề tài - Từ ngày 15/04/2021-15/05/2021 Nghiên cứu, thử nghiệm theo yêu cầu - Từ ngày 16/05/2021-30/05/2021: Tiến hành thi công lắp ráp thử nghiệm Đối tượng nghiên cứu - Công nghệ matlab nhận diện biển số xe - Biển số xe Việt Nam Nội dung phương pháp nghiên cứu đồ án tốt nghiệp: Nội dung Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan đề tài Chương 3: Phương pháp nội dung nghiên cứu Chương 4: Kết vè biện luận Chương 5: Kết luận đề nghị Phương pháp nghiên cứu: - Dựa vào nghiên cứu có để phân tính đối tượng - Kế thừa từ cơng trình nghiên cứu khoa học sử dụng ứng dụng, phần mềm matlab - Tham khảo tài liệu, sách báo, internet hệ thống thực tế boundingBox=Iprops(i).BoundingBox; end end im = imcrop(imbin, boundingBox); im = bwareaopen(~im, 500); [h, w] = size(im); imshow(im); Iprops=regionprops(im,'BoundingBox','Area', 'Image'); count = numel(Iprops); noPlate=[]; for i=1:count ow = length(Iprops(i).Image(1,:)); oh = length(Iprops(i).Image(:,1)); if ow(h/3) letter=Letter_detection(Iprops(i).Image); noPlate=[noPlate letter] end end Các lệnh sử dụng đoạn mã hình 3.14 đề cập gồm: imread() - Lệnh sử dụng để mở hình ảnh vào MATLAB từ thư mục đích rgb2gray() - Lệnh sử dụng để chuyển đổi hình ảnh RGB sang định dạng thang độ xám Hình 14 Đoạn mã Plate detection imbinarize() - Lệnh sử dụng để Binarize hình ảnh thang độ xám 2-D đơn giản ta nói chuyển đổi hình ảnh thành định dạng đen trắng edge() - Lệnh sử dụng để phát cạnh hình ảnh, cách sử dụng phương pháp khác Roberts, Sobel, Prewitt nhiều phương pháp khác regionprops() - Lệnh sử dụng để đo thuộc tính vùng ảnh numel() - Lệnh dùng để tính số phần tử mảng imcrop() - Lệnh sử dụng để cắt hình ảnh theo kích thước nhập bwareaopen() - Lệnh sử dụng để xóa đối tượng nhỏ khỏi ảnh nhị phân Bằng cách sử dụng lệnh mã, em gọi hình ảnh đầu vào chuyển đổi thành thang độ xám Sau đó, thang độ xám chuyển đổi thành ảnh nhị phân cạnh ảnh nhị phân phát phương pháp Prewitt Phương pháp Prewitt: - Kỹ thuật sử dụng mặt nạ nhập chập xấp xỉ đạo hàm theo hai hướng y là: Bước 1: Tính Bước 2: Tính + - Ngoài để phát biên theo đường chéo ta sử dụng mặt nạ: ; Sau đó, mã sử dụng để phát vị trí biển số tồn hình ảnh đầu vào, Iprops=regionprops(im,'BoundingBox','Area', 'Image'); area = Iprops.Area; count = numel(Iprops); maxa= area; boundingBox = Iprops.BoundingBox; for i=1:count if maxa