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车牌识别(二)切出车牌区域

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发表于 2018-8-1 10:49:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

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上篇讲到,把车牌图片,根据蓝底这一特点,二值化原图,从而可以小区域锁定车牌所在位置,然后剪切出这块小区域。

在剪切出车牌之前,如防大车牌在旋转角的时候,出现误差,所以先做个空心化处理。

[C] 纯文本查看 复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef unsigned long       DWORD;
typedef int                 BOOL;
typedef unsigned char       BYTE;
typedef unsigned short      WORD;
typedef float               FLOAT;
typedef unsigned char       byte;

#define max(a,b)            (((a) > (b)) ? (a) : (b))
#define min(a,b)            (((a) < (b)) ? (a) : (b))

//BMP图像结构
struct BMP_img
{
    //{BMP头
    BYTE  bfType[2];//类型,判断是否为‘B’,‘M’
    DWORD size;//文件尺寸
    DWORD reser;//保留,为0
    DWORD header_length;//头部长度,也就是数据起始位置
    //}BMP头长度,14字节

    //{信息头40字节
    DWORD infoheader_length;//信息头长度,40
    DWORD width;//图像宽度
    DWORD height;//图像高度
    WORD  biplanes;//颜色平面数,为1
    WORD  bmp_type;/* 8bit 24bit; */
    DWORD compres;//0表示不压缩
    DWORD datasize;//数据长度,size-54
    DWORD bixpm;//水平分辩率
    DWORD biypm;//垂直分辩率
    DWORD clrused;//为0所有颜色,其它的为索引数
    DWORD relclrused;//0表示都重要
    //}信息头结束

    //其它信息
    BYTE *image;//指向一块内存,保存BMP的内容
    DWORD lineBytes;//一行占多少字节
};

//从源BMP图中,剪切车牌所在区域的新结构
struct Bmp1{
    DWORD width;
    DWORD height;
    BYTE *image;
    int left[10];//保存车牌中7个字的左右列
    int right[10];
    int top[10];//保存车牌上下位置
    int bottom[10];
    int up;
    int down;
    byte strr[7][1024];
    byte string[7];//反回已找到的车牌下标
    float ang;//倾斜角度
};

//蓝色车牌
struct HSV{
  float H;//H值范围:190 ~ 245
  float S;//S值范围: 0.35 ~ 1,我理解为黑白灰度
  int V;//V值范围: 0.3 ~ 1
};

//文件图文件到内存中
int read_img(char const *fn, struct BMP_img *img)
{
    FILE *infile;
    if((infile=fopen(fn,"rb"))==NULL)return 0;

    fread(&img->bfType,2,1,infile);//BM
    if(!(img->bfType[0]=='B' && img->bfType[1]=='M'))return 0;
    fread(&img->size,sizeof(DWORD),1,infile);
    printf("\nBMP size             :%d",(int)img->size);
    fread(&img->reser,sizeof(DWORD),1,infile);
    printf("\n保留位:");
    fread(&img->header_length,sizeof(DWORD),1,infile);
    printf("\nheader length    :%d",(int)img->header_length);
    fread(&img->infoheader_length,sizeof(DWORD),1,infile);
    fread(&img->width, sizeof(DWORD), 1, infile);
    fread(&img->height, sizeof(DWORD), 1, infile);
    printf( "\nwidth   :%d\n  height  :%d ", (int)img->width, (int)img->height);
    fread(&img->biplanes, sizeof(WORD), 1, infile);
    fread(&img->bmp_type, sizeof(WORD), 1, infile);
    printf("\nBMP Tpye             :%d ", img->bmp_type);
    fread(&img->compres, sizeof(DWORD), 1, infile);
    if(img->compres==0) {printf("\nbmp图片为非压缩!");}printf(" ");
    fread(&img->datasize, sizeof(DWORD), 1, infile);
    printf("\nBMP Data Size        :%d ",(int)img->datasize);
    fread(&img->bixpm, sizeof(DWORD), 1, infile);
    fread(&img->biypm, sizeof(DWORD), 1, infile);
    fread(&img->clrused, sizeof(DWORD), 1, infile);
    printf("\n实际使用颜色数=%d ",(int)img->clrused);printf(" ");
    fread(&img->relclrused, sizeof(DWORD), 1, infile);

    if(img->bmp_type==24)//24位色,这里只考虑24位色图,其它的不考虑
    {
        img->lineBytes=((img->width*3+3)>>2)<<2;//计算一行需要多少字节,对齐到4字节

        //byte *temp=(byte *)malloc(sizeof(byte) * img->height * img->lineBytes);//分配一块内存,用于读文件
        img->image=(byte *)malloc(img->lineBytes*img->height);//分配一块内存,用于保存图像数据
        if(img->image==NULL) fprintf(stderr, "\n Allocation error for temp in read_bmp() \n");
        fseek(infile, img->header_length, SEEK_SET);//跳过头部,也就是跳到图像位置
        fread(img->image, sizeof(byte), (img->lineBytes)*img->height, infile);//全部读到内存中
    }
    fclose(infile);
    return 1;
}

void WriteBmp24(char const *fn,byte *bmp,int width,int height)
{
    FILE *infile;
    int w4;
    struct BMP_img img;
    if((infile=fopen(fn,"wb"))==NULL)
    {
        return;
    }
    //一行有多少个字节
    img.lineBytes=((width*3+3)>>2)<<2;//对齐到4字节边界
    w4=img.lineBytes*height;//图像尺寸
    img.bfType[0]='B';img.bfType[1]='M';
    img.size=w4+54;
    img.reser=0;
    img.header_length=54;
    img.infoheader_length=40;
    img.width=width;
    img.height=height;
    img.biplanes=1;
    img.bmp_type=24;
    img.compres=0;
    img.datasize=w4;
    img.bixpm=0;
    img.biypm=0;
    img.clrused=0;
    img.relclrused=0;

    fwrite(&img.bfType,2,1,infile);//printf("\n打开的图为 %d",img->bfType);//B M
    fwrite(&img.size,sizeof(DWORD),1,infile);     //        printf("\nBMP size             :%l",img->size);
    fwrite(&img.reser,sizeof(DWORD),1,infile);//printf("\n保留位:");
    fwrite(&img.header_length,sizeof(DWORD),1,infile); //printf("\nheader length    :%l",img->header_length);
    fwrite(&img.infoheader_length,sizeof(DWORD),1,infile);
    fwrite(&img.width, sizeof(DWORD), 1, infile);
    fwrite(&img.height, sizeof(DWORD), 1, infile);     //printf( "\nwidth   :%l\n  height  :%l ", img->width, img->height);
    fwrite(&img.biplanes, sizeof(WORD), 1, infile);
    fwrite(&img.bmp_type, sizeof(WORD), 1, infile);  // printf("\nBMP Tpye             :%l ", img->bmp_type);
    fwrite(&img.compres, sizeof(DWORD), 1, infile);    //if(img->compres==0) {printf("\nbmp图片为非压缩!");}printf(" ");
    fwrite(&img.datasize, sizeof(DWORD), 1, infile);//printf("\nBMP Data Size        :%l ",img->datasize);
    fwrite(&img.bixpm, sizeof(DWORD), 1, infile);
    fwrite(&img.biypm, sizeof(DWORD), 1, infile);
    fwrite(&img.clrused, sizeof(DWORD), 1, infile);    //printf("\n实际使用颜色数=%d ",img->clrused);printf(" ");
    fwrite(&img.relclrused, sizeof(DWORD), 1, infile);
    if(img.height*img.width*3==img.datasize)//已经对齐到了4字节
    {
        fwrite(bmp,img.datasize,1,infile);
    }
    else
    {
        for(int i=0;i<img.height;i++)//总共有多少行,需要一行一行保存,因为后面要补零
        {
            fwrite(&bmp[i*img.width*3],img.lineBytes,1,infile);
        }
    }
    fclose(infile);
}

//把RGB数据转换成HSV空间图像数据
//输入,图像,HSV倍象素,宽,高
void hsvzation(byte *image,struct HSV *hsv,int width,int height)
{
    int i,j,k;
    DWORD l,lk;
    //float min,max,delta,tmp;//h,s,v,m,n;
    int min,max,delta,tmp;
    byte r,g,b;
    for(i=0;i<height;i++)
    {
        l=i*width;
        for(k=0,j=0;j<width*3;k++,j+=3)
        {
            lk=l+k;
            g=image[l*3+j+1];
            b=image[l*3+j];
            r=image[l*3+j+2];

            tmp=min(r,g);//取3者最小值
            min=min(tmp,b);

            tmp=max(r,g);//取3者最大值
            max=max(tmp,b);
            hsv[lk].V=max;//V保存三者最大值
            delta=max-min;//保存最大值与最小值的差
            if(delta==0)//如果3值相等
            {
                hsv[lk].H=0;
                hsv[lk].S=0;//这句是我加的
                continue;
            }

            //如果三值依次是100,150,200,则.S=100/200=0.5
            //如果三值依次是0,50,100,则为1
            //如果三值依次是99,99,100,则为0.01
            //意思就是三值越接近,此值越小,越不接近,此值越大
            //应该是指颜色灰度
            hsv[lk].S=(float)delta/max;

            if(r==max)//如果红色为最大值,说明当前点的颜色偏红
            {
                //如果三值依次为200,150,100,则.H=50/100=0.5
                //如果三值依次为100,50,0,则.H还是0.5
                //如果三值依次为:100,99,99,则为0
                //如果为100,0,100,则为-1
                //可以看出,蓝色与绿色越接近,趋向0,否则为趋向+-1
                hsv[lk].H=(g-b)/(float)delta;//tmp;
            }
            else if(g==max)//如果绿色为最大值
                hsv[lk].H=2+(b-r);//没看懂,取值范围-253~255
            else//蓝为最大值
            {
                //和红色最大一样的,[-1,0],[0-1],加上4后,变成【3,5]
                hsv[lk].H=4+(r-g)/(float)delta;//
            }
            //-1~1 *60=-60~60
            //-253~257,*60=-15180~15420之间
            hsv[lk].H*=60;//(3,5)*60=[180,300]
            
            //可以看到,当其值为【-60,0)时,加上360=【300,360)区间
            //至于那个-15180多的那种结果,加上360也不管用
            if(hsv[lk].H<0)
                hsv[lk].H+=360;//
            //value=(int)(h+0.5);
        }
    }
}

//输入:image为经过HSV计算后的黑白图,再次去中心花,只出黑白框框图,用于计算车牌所在的区域
void edgesob8(byte *image,int width,int height)//8邻域
{

    //int sum1,sum2,sum;double gray;
    int i,j,logNum;
    //int p[8];
    BYTE *temp;
    temp=(byte*)malloc(sizeof(byte)*width*height);//要配像素个内存区域
    memset(temp,0x00,sizeof(byte)*width*height);//清零
    //少循环了5行
    for(i=3;i<height-2;i++)
    {
        for(j=3;j<width-2;j++)//少循环了5列
        {
            if(image[i*width+j])//如果当前点为白色
            {
                //当前像素*16,也就是255*16=4080
                //这句话的意思是,如果周围全是白点,则变为黑,如果周围白点数不够,说明是边缘,则留着白点
                logNum=16*image[i*width+j] - image[(i-2)*width+j] - image[(i-1)*width+j-1] - 2*image[(i-1)*width+j] \
                        - image[(i-1)*width+j+1] - image[i*width+j-2] - 2*image[i*width+j-1] - 2*image[i*width+j+1] \
                        - image[i*width+j+2] - image[(i+1)*width+j-1] - 2*image[(i+1)*width+j] - image[(i+1)*width+j+1] \
                        - image[(i+2)*width+j];
                if(logNum > 0)temp[i*width+j]=255;
            }
        }
    }
   memcpy(image,temp,width*height);
   free(temp);
   temp=NULL;
}

//根据车牌蓝色范围,找出车牌所在的范围,两个坐标存入(*VL,*HL)-(*VH,*HH)
void location(byte *image,int width,int height,int yuzhi,int *HL,int *HH,int *VL,int *VH)
{
    int i,j,n,maxnum,flag=0;
    struct HSV *hsv;//float,float,int
    int temp[2000]={0};
    byte *temp1;
    hsv=(struct HSV *)malloc(sizeof(struct HSV)*width*height);//分配HSV倍图像像素大小
    hsvzation(image,hsv,width,height);//根据RGB,计算出HSV的值

    //再分配一块内存,像素个
    temp1=(byte *)malloc(sizeof(byte)*height*width);

    for(i=0;i<height;i++)//循环高度
    {
       for(j=0,n=0;j<width;n+=3,j++)//循环宽度
        {
           if((hsv[i*width+j].H<240.0)&&(hsv[i*width+j].H>180.0)&&(hsv[i*width+j].V<250)&&(hsv[i*width+j].S>0.6))
           {
               temp1[i*width+j]=255;//为白色
               //putpixel(j,i,RGB(255,255,255));
           }
           else//为黑色
           {
               temp1[i*width+j]=0;
               //putpixel(j,i,RGB(0,0,0));
           }
       }
    }//可以看到,本循环的意思就是把原始图像,黑白化,满足条件为白,否则通通为黑
    
    //去掉白块中心区域,也就是说某白点,紧挨着它的12个点全为白点,则变为黑点
    edgesob8(temp1,width,height);
    
    for(i=0;i<height;i++)
    {
        temp[i]=0;
        for(j=0;j<width;j++)
        {
            if(temp1[i*width+j]==255)
            {
                temp[i]++;
            }
        }
    }//本循环,计算每一行的白点数
    
    maxnum=temp[0];
    for(i=1;i<height;i++)
    {
       if(temp[i]>maxnum)
           maxnum=temp[i];
    }//找到白点最多的行的白点数
    
    maxnum=maxnum/3;//白点数除以3
    for(i=0;i<height;i++)
    {
        if(flag==0)
        {
            if(temp[i]>maxnum)//本行的白点数大于1/3最多白点数
            {
                *HL=i-yuzhi;//已找到第一行满足条件的行号-yuzhi,多留出一点
                if(*HL<0)*HL=0;
                flag=1;
            }
        }
       if(flag==1)
       {
           if(temp[i]==0)
           {
               *HH=i+yuzhi;
               if(*HH>height)*HH=height;
               break;
           }
       }
    }

    //计算各列的白点数
	memset(temp,0x00,sizeof(int)*width);
	for(i=0;i<width;i++)
	{
       for(j=0;j<height;j++)
       {
           if(temp1[j*width+i]==255)
           {
               temp[i]++;
           }
       }
   }
   flag=0;
   maxnum=temp[0];

    //找到最多白点列的白点数
    for(i=1;i<width;i++)
    {
       if(temp[i]>maxnum)
           maxnum=temp[i];
    }
    maxnum=maxnum/3;
    for(i=0;i<width;i++)//找到满足条件的第一列
    {
        if(temp[i]>maxnum)
        {
           *VL=i-yuzhi;
            if(*VL<0)*VL=0;
            break;
        }
    }

    for(i=width;i>*VL;i--)//找到满足条件的最后一列
    {
        if(temp[i]>maxnum)
           {
               *VH=i+yuzhi;
               if(*VH>width)*VH=width;
               break;
           }
    }
    free(temp1);
    temp1=NULL;
    free(hsv);
}

//从img中剪切出车牌所在区域,存入img1中
void CutBmp(struct BMP_img *img,struct Bmp1 *img1,int HL,int HH,int VL,int VH)
{
   int i,j,n;

   int x=0,y=0;
   img1->width=VH-VL;//新宽度
   img1->height=HH-HL;//新高度
   img1->image=(byte*)malloc(img1->height*img1->width*3);

   for(x=0,i=HL;i<HH;x++,i++)
   {
       for(y=0,n=0,j=VL*3;j<VH*3;n++,j+=3,y+=3)
       {
           img1->image[x*img1->width*3+y]=img->image[i*img->width*3+j];
           img1->image[x*img1->width*3+y+1]=img->image[i*img->width*3+j+1];
           img1->image[x*img1->width*3+y+2]=img->image[i*img->width*3+j+2];
       }
    }
}

int main(int argc, char **argv)
{
    struct BMP_img img;//定义结构
    struct Bmp1 img1;
    int HL=0,HH=0,VH=0,VL=0;

    //把当前文件夹下的1.bmp文件内容,读到img结构中,并上下镜像
    if(read_img("1.bmp", &img)==0)
    {
        printf("error");
        return 0;
    }
    
    location(img.image,img.width,img.height,15,&HL,&HH,&VL,&VH);//根据蓝底找到车牌所在位置
    CutBmp(&img,&img1,HL,HH,VL,VH);//剪切出车牌区域,放入img1中

    //写入镜像后的数据到2.bmp中
    WriteBmp24("2.bmp",img1.image,img1.width,img1.height);
    
    free(img.image);//释放动态分配的内存
    
    printf("请打开2.bmp进行查看\n");
    system("pause");
    return 0;
}


1.bmp
2.bmp

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