违章图片信息处理与管理系统设计-正文

违章图片信息处理与管理系统设计-正文内容摘要：

中用到 Hough 变换和投影图特征值的方法，下面先对这两项做简单介绍。 Hough 变换提取直线的原理如下。 对于图像空间中的任意一点 ),( 00 yx ，利用变换  s inc o s  yx (1) 将其变换为参数空间 ),(  中的一条曲线  sinco s  yx ，对位于同一直线 l 上的 n 个点逐一进行上述变换，则在参数空间 ),(  中对应得到 n 条曲线。 由式（ 1）可知，这 n 条曲线必定经过同一点 ),( 00。 找到参数空间中的这个点就知道了图像空间中的对应直线 l。 于是 Hough 变换可以用来在二值图像中检测直线。 投影图特征值的求法下如下。 对预处理后的车牌二值化图像作垂直投影图，定义特征值 Z 为 )][( 10  nW idt hi nWi dt hipr ojr ou ndZ  (2) 其中， nWidth 表示车牌图像的宽度， ][iproj 表示图像第 i 列上所有像素点的灰度值之和， 表示一常量参数， )(xround 函数表示对数值 x 取整。 特征值 Z 所表示的意义是，从任何一个分割点开始，经过一个超越特征值 Z 的波峰后找到的第一个满足限定条件的波谷值，即为下一个分割点的位置。 (1) 利用 Hough 变换的水平分割方法 对于旋 转角度较大的车牌图像，作整体水平投影后，通过投影很难直接分析出水平分割线。 但是对于单个字符而言，旋转对其影响并不大，单独对一个字符作投影，很容易根据投影分析得到水平分割线。 基于这样的事实，这里提出一种先分块求取分段水平分割线，然后再拟合的方法，较好地解决了水平分割问题。 算法包括以下 3 个步骤： ***：交通违章图片信息处理与管理系统设计 6 ① 分析垂直投影，粗略求出垂直分割线，将车牌划分为子块。 此时求取垂直分割线只是为了将图像划分为子块，所以对准确性的要求不高。 ② 分析各个子块的水平投影，求出分段水平分割线。 ③ 以各段水平分割线的中点为输入，采用 Hough 变换的 方法求解直线，这样就得到了要求的水平分割线。 水平分割线求得以后，就能去除水平边框，进而求得准确的垂直分割线。 (2) 利用垂直投影信息结合先验知识约束的垂直分割方法 一般情况下，分割线位置总是对应于垂直投影的谷底，而且分割线穿过区域的图像灰度方差就应该较小。 但是由于有各种干扰以及字符投影本身具有的复杂性，很难直接准确确定出垂直分割线的位置。 因此，这里考虑到，车牌的外廓尺寸是 )(140440 2mm ，每个字符宽 mm45 ，高 mm90 ，间隔符 mm10 ，每个单元间隔 mm12。 利用这些先验信息作为约束条件，就能比较准确地找到垂直分割线位置。 算法步骤如下： ① 求取候选垂直分割线。 寻找图像垂直投影的谷底，作为候选垂直分割线的位置。 ② 估算车牌尺寸。 根据水平分割线和候选垂直分割线提供的位置信息，利用车牌尺寸的先验知识，估算出整个车牌的宽度和每个字符的宽度。 ③ 确定大间隔的位置。 车牌的前两个字符和后面 5 个字符之间有一个较大的间隔。 估算出车牌尺寸以后，利用车牌尺寸的先验 知识，估算出大间隔的位置。 根据垂直投影以及方差信息，在估算出的位置附近搜索，确定大间隔左右边界。 ④ 求取垂直分割线。 根据大间隔的位置，利用先验知识估算出垂直分割线的位置，然后在估算出的位置附近，根据垂直投影以及方差信息，从候选垂直分割线中确定垂直分割线。 确定垂直分割线时，左右边框和内侧的字符之间的间隔较小，而且通常该处的噪声较大，而左右边框和外侧的背景之间往往有较大的间隔。 很多情况下，只根据投影信息和方差信息很难将左右边框与其临近的字符分开。 通过强化先验知识的约束，有效地解决了这个问题。 大间隔的检测一般是较准 确的，同时除了首尾两个字符以外，别的字符的分割也是比较准确的。 这样，根据大间隔的位置和其余字符的宽度能比较准确地计算出首尾两个字符的分割位置。 以计算出位置中心，在其较小的邻域内搜索，确定垂直分割线。 车牌字符识别 字符识别是车牌识别系统中最重要的内容之一 ， 这里采用了模板匹配字符识别算法 ，其基本思路是先建立一个字符二值图像的模板库 ， 从车牌分割的子区域中提取出分割字符作为待识别的车牌字符 ， 将待识别的车牌字符的大小调整为与模板库中的字符大小一致 ，然后将其与模板库中的字符逐一进行匹配 ， 并计算车牌字符与每 个模板字符的匹配程度 ，最相似的就是匹配结果。 违章信息管理平台 该系统根据电子警察日常工作的特点，参考目前实际应用中的电子警察后台管理程序的开发模式，开发了违章信息系统管理平台。 它将原始的人工管理方法转换为电脑管理，极大地降低了管理人员的工作量，能使交警部门及时了解电子警察得到的各种信息，掌握违法情况，执法反应能力大大提高。 同时也提供给驾驶员查询违章记录的平台，使用户及时了解违章情况并交纳罚金。 (1) 登录模块。 该违章信息管理系统根据面向的不同用户，分为交通管理员系统和驾驶员系统，管理员和驾驶员通过输入正 确的用户名和密码，登录到对应的界面中使用系统，并各自有不同的权限和服务功能。 (2) 录入模块。 在该模块中，主要实现管理员对违章图片的录入，在录入违章信息时，为了减少管理员的工作量，很多违章信息都是通过违章图片自动获取。 (3) 管理员查询模块。 该模块的主要功能是对违章信息的条件查询，同时还可以对某****大学毕业设计 7 一条违章信息进行交款标记的修改或删除，并能够打印条件查询后的违章信息。 (4) 注册模块。 驾驶员在首次使用该查询系统时，需要先进行注册。 在该模块中，用户需要填写个人相关信息，系统也会对这些信息进行检查。 只有用户填写的信息正确且完整才能完 成注册。 (5) 驾驶员查询模块。 在该查询模块中，驾驶员作为低权限的用户，只能通过车牌号对违章信息进行查询和打印。 (6) 个人信息修改模块。 在该模块中，用户可以修改自己的联系方式和登录密码。 同样的，若想保存修改结果，也需按照系统要求，系统检查正确后修改方可成功。 (7) 退出模块。 该模块是用户退出系统时的中间过程，这里会显示出关于系统的相关内容。 无论是管理员还是驾驶员，在查询违章信息时均可看到对应的违章图片。 这样可以有效地防止套牌车的肆意违章，也使对驾驶员的违章处罚有据可循。 通过对系统各模块的简单介绍可知，录入模块、管理员查 询模块属于交通管理员系统，注册模块、驾驶员查询模块和个人信息修改模块属于驾驶员系统，登录模块和退出模块可同时使用在管理员系统和驾驶员系统中。 以上描述的各个模块都将在系统中以表单的形式现实。 系统工作流程图如图 所示。 登录系统身份选择管理员登录驾驶员登录新用户管理员 驾驶员否注册是录入违章记录查询违章记录修改个人信息查询违章记录修改交款标记打印违章记录打印违记录修改基本信息修改密码 图 违章信息管理系统工作流程图 ***：交通违章图片信息处理与管理系统设计 8 4 系统设计 数据库设计 对于信息管理系统来说，数据库是整个系统的操作对象，因此在创建数据库之前，做好数据库的设计工作是非常重要的。 合理地设计数据库，正确地构造表的结构，不仅可以准 确地提供信息，高效地维护数据，还可以方便用户操作，提高工作效率。 数据库分析 对数据库的分析，即是对系统功能需求的分析，根据需要实现的功能建立相关的数据表。 针对不同的用户，对系统功能的需求也不同。 对于管理员，完成对违章信息的管理，就需要建立“电子违章信息”数据表。 对违章信息进行管理，首先需要录入违章信息。 为简化操作，在录入违章地点和违章简况时，可以从“电子警察”监控器的属性中调出相关信息，这里需要建立“电子警察信息”数据表。 在查询违章记录时，希望能够同时获取到车辆信息，以方便通知车主对违章情况 进行处理，因此需要建立“车辆信息”数据表。 此外，为了保证系统的数据不会对外泄漏，管理员在对系统进行操作之前，需要输入正确的用户名及口令，所以还需要建立“管理员信息表”。 对于驾驶员来说，在实现查询违章记录功能的同时，需要针对新用户提供注册功能，已经注册并登录到系统中的用户还可以对个人信息进行修改，这里就需要建立驾驶员的“用户信息”数据表。 系统的主要实体的 ER 图如图 所示。 管理员查询 / 修改 / 打印驾驶员查询 / 打印1违章记录MM驾驶1车辆M1录入时调用1电子警察1查询时调用1M 图 违章信息管理系统 ER 图 系统所涉及实体描述的 ER 图如图 所示。 管理员用户名口令 图 (a) 管理员描述 ER 图 ****大学毕业设计 9 驾 驶 员用 户 名姓 名密 码性 别身 份 证 号电 子 邮 箱 联 系 电 话联 系 地 址 图 (b) 驾驶员描述 ER 图 违章记录车牌号违章图片违章时间交款标记违章地点违章简况 罚款金额扣分 图 (c) 违章记录描述 ER 图 电子警察序号 罚款扣分类别位置 图 (d) 电子警察描述 ER 图 车辆车型发动机号车架号车主车牌号颜色车主电话车主电子邮箱车主住址 图 (e) 车辆描述 ER 图 数据 库表设计 数据表是数据库中最基本的组成对象，在 Visual FoxPro 中，一个表以记录（行）和字段（列）的形式存储数据，数据则是关于某一类事物的信息。 根据数据库分析，整个系统所需要的数据表有五张，分别是“电子违章信息”、“电子警察信息”、“车辆信息”、“管理员信息表”和“用户信息”。 (1) “电子违章信息”表用于存放电子警察记录的违章信息，字段说明如表 所示。 表 “电子违章信息”表字段说明 字段名 类型 宽度 索引 NULL 默认值 备注 车牌号 字符型 8 普通索引升序 主键 违法时间 日期时间型 8 普通索引升序 违法地点 字符型 30 ***：交通违章图片信息处理与管理系统设计 10 续表 字段名 类型 宽度 索引 NULL 默认值 备注 违章简况 字符型 10 罚款金额 字符型 5 交款标记 字符型 6 未交 扣分 字符型 2 现场图片 字符型 200 在“电子违章信息”表中，将“车牌号”设置为普通索引，是考虑到在数据库中建立表间一对多关系，通过“电子违章信息表”中的“车牌号”字段与“车辆信息表”中的“车牌号”字段将两个数据库表相关联。 将“违法时间”设置为 普通索引升序，是考虑到查询违章信息时，违章记录能够按照违法时间的先后顺序排列。 将“交款标记”的默认值设置为“未交”，能够在创建空白记录时，新记录的交款标记默认为“未交”，这一用法在录入的表单中将继续说明。 (2) “电子警察信息”表用于存放城市道路中，各个路段的电子警察监控设备的属性，字段说明如表 所示。 表 “电子警察信息”表字段说明 字段名 类型 宽度 小数位数 索引 NULL 备注 序号 数值型 3 0 主索引升序 主键 位置 字符型 30 应用类别 字符型 10 罚款 字 符型 5 扣分 字符型 2 在“电子警察信息”表中，“位置”字段的内容是指电子警察监控设备在城市道路的路段中所安装的位置。 “应用类别”指监控设备具体是用来拍摄哪一种违章现象的，如闯红灯设备、闯禁行设备等。 因为对各种违章现象的处罚原则是国家明文规定的，所以在这里根据拍摄到的违章现象直接给出罚款金额和扣分分值。 在这里将“序号”设置为主索引升序是因为监控设备的序号不允许出现重复值。 (3) “车辆信息”表用于存放已经在车管所登记过的车辆的相关信息，实际中应该由车管所提供该表中数据，其字段说明如表 所示。 表 “车辆信息”表字段说明 字段名 类型 宽度 索引 NULL 备注 车牌号 字符型 8 主索引升序 主键 发动机号 字符型 8 唯一索引升序 车架号 字符型 18 唯一索引升序 车型 字符型 10 颜色 字符型 4 车主 字符型 10 车主电话 字符型 11 车主电子邮箱 字符型 30 车主住址 字符型 30 在“车辆信息表”中，因为“车牌号”字段的数据不允许出现重复值，即不可能出现车牌号相同的两辆车，所以将其字段设置为主索引 ，这也是考虑到与“电子违章信息表”中“车牌号”字段建立一对多关系的需要。 “发动机号”与“车架号”的数据应该是唯一的，但每一个数据表只能建立一个主索引，所以将“发动机号”与“车架号”设置为唯一****大学毕业设计 11 索引。 (4) “管理员信息表”比较简单，只用于存放管理员在登录系统时的“用户名”和“口令”，其字段说明如表 所示。 表 “管理员信息。