MATLAB Plaka Tanıma Sistemi Uygulaması

Bu kapsamda değerli hocamız Yrd. Doç Dr. Hasan Şakir BİLGE önderliğinde gerçekleştirdiğim proje meyvelerini vermeye başladı. Bu projede “Kararlı Gabor Süzgeçleri ve Morfolojik Etiketleme İşlemleri İle Türk Taşıt Plaka Standartları İçin Plaka Tanıma Sistemi” konusu üzerine çalıştık. Proje süresince bilimsel araştırmalarımız ve detaylı analizlerimiz sonucu konu ile ilgili en verimli sonuçları alabileceğimiz metodolijeleri ve yaklaşımları belirledik. Bu süreçten sonra projemizin başarımını ölçmek amaçlı MATLAB’da plaka tanıma sistemi uygulaması geliştirerek bir çok görüntü üzerinde bir dizi deneysel çalışmalar yaptık. Bu çalışmalar sonucunda elde etmiş olduğumuz başarılı bilimsel veriler neticesinde SİU 2010 bir bildiri hazırlamaya karar verdik. Konuyla ilgililenenler için proje hakkında detaylı bilgi ve bildiri yazımızı verdim.

Özetçe

Çözülmüş bir problem olduğu varsayılmasına rağmen, plaka çıkarma ve çıkarılan sayısal görüntüdeki karakterlerin tanınması işlemi geliştirmeye ve yeni yaklaşımlara açık bir araştırma alanıdır. Bu çalışmanın amacı uygun bir mesafeden çekilmiş giriş taşıt görüntüsünden plaka bölgesini koparan ve bu bölgedeki karakterleri tanıyarak taşıt plakasının bilgisayar tarafından okunmasını sağlayan bir sistem geliştirmektir. Günümüzde plaka çıkarma işlemi üzerine birçok farklı yöntem geliştirilmiştir. Bu sistemde plaka bölgesinin saptanması ve çıkartılması için Gabor süzgeçlerinden [1] ve morfolojik etiketleme yöntemlerinin kararlı kullanımından yararlanılmıştır. Koparılan aday plaka bölgeleri üzerinde uygulanacak karakter tanıma işlemi öncesi türk taşıt plakalarının ayırtedici özellikleri sırayla uygulanmıştır. Böylelikle, karakter tanıma işlemi için doğru plaka bölgesi seçilmiş ve bu plaka bölgesi üzerindeki harf ve rakamlar gruplanmıştır [2].

Giriş

Otomaik geçiş sistemleri, araç kontrol, otopar giriş ve çıkış, tarafik denetimi ve çalıntı araçların takinde yüksek başarımlı araç plaka tanıma sistemleri kullanılmaktadır. Bu gereksinimleri en iyi etikili şekilde karşılamak amaçlı günümüzde bu alanda çok fazla araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalar neticisinde çok farklı yöntemler uygulayan plaka tanıma sistemleri geliştirilmiştir. Plaka tanıma sistemleri üç farklı temel işlemi yürütme üzerine tasarlanmaktır.

• Plaka Yeri Saptama
• Plaka Karakterlerinin Bölütlenmesi
• Optik Karakter Tanıma

Plaka yeri saptama işlemi plaka tanıma sistemlerinin en önemli aşamalarından biridir. Diğer aşamların doğru bir şekilde ilerleyebilmesi ve plaka tanıma sisteminin kusursuz işleyebilmesi için plakanın görüntü üzerindeki yeri doğru saptanmalı ve plaka görüntüden mümkün olduğu kadar tam boyutlarında ve plakanın karakterleri korunarak çıkartılmalıdır. Plaka karakterlerinin bölütlenmesi işlemi plaka bölgesindeki karakteri bölütlemek ve optik karakter tanıma işlemi için hazır hale getirmek için uygulanır. Bu aşamadaki işlemler sonucu çıkacak parçalar optik karakter tanıma işleminin başarımını artıracak şekilde çıkmayabilir. Son olarak optik karakter tanıma aşamasında bölütlenmiş harfleri ve rakamları sınıflandıran ve bunların karşılaklarını bulan işlemler uygulanır.

İlk kez plaka yeri saptama işlemine girecek araç resmi üzerinde doğanın ve çevresel etkenlerden doğabilecek ve gürültü sayılacabilecek etkiler görülebilir. Bunlar, güneş ışığı, gece-gündüz şartları, gürültü oluşturabilecek çamur ve lekeler olabilmektedir. Bu nedenle etkili bir plaka yeri saptama işlemi öncesi gürültü sayılabilecek etkenlerin giderilmesi iyi bir sonuç elde etmek amacıyla uygulabilmektedir. Aksi halde gürültü olan bölgeler karakter tanıma işleminde karakter olarak algılanabilmekte, kenar sezimi ve morfolojik işlemler gürültüden dolayı iyi sonuç vermemektedir. Fakat, gürültü temizleme işlemi için uygulanacak filtreler plaka içindeki karakterlere ve plakaya zarar verdiğinden dolayı plaka çıkarma işleminin iyi sonuç vermesini engelleyecektir.

Bu çalışmada plaka yeri saptama işlemi için kararlı olarak çalışan iki farlı yöntem kullanılmıştır:

• Süzgeçleme Yöntemi
• Bağlantılı Bileşen Analizi

Giriş görüntülerine bakıldığında özellikle plaka bölgesinin siyah ve beyaz geçişlerin çok fazla olduğu görülmektedir. Plakada yoğun olarak görünen bu geçişler plakanın giriş resminden ayırt edilebilmesi için kullanılacak önemli bir özellik olduğu dikkat çeker. Bu farklılığı kullanarak plaka çıkarma işlemi uygulama amacıyla frekans bölgesinde çalışmak ve filtreleme yöntemleri ile giriş resminin frekans spektrumunu şekillendirmek uygun bir yöntem olacaktır. Fakat kullanılacak olan filtrelerin parametreleri çok iyi seçilmeldir. Bu çalışmada plaka yerinin saptanması için üst üste üç defa evriştirilerek uygulanacak olan Gabor süzgeçleri ve çıkacak sonuca göre karar verilerek uygulanacak morfolojik etiketleme yöntemi kullanılacaktır.

Gabor süzgeçleri band geçiren bir yapıya sahip olduğundan doğru sayı, periyot, varyans ve dönme açısı ile uygulandığında plaka bölgesindeki siyah-beyaz geçişler çıkış resminde görülürken frekans aralığında bulunmayan diğer ayrıntı ve gürültüler bastırılmaktadır. Böylelikle orataya çıkan yeni örüntü bize plakanın yeri hakkında doğru bilgiyi vermektedir.

Plaka yeri saptama için kullanılan ikici yöntem ise bağıntılı bileşen analizidir. Bu işlem görüntülerde, içlerinde birbiri ile bağıntılı ayrı ayrı duran nesneleri ayırt etmek için kullanılan etkili bir yöntemdir. Araç görüntüleri üzerinde uygulandığında çoğu zaman süzgeçler kullanılarak saptanamayan plaka bölgelerinin işaretlendiği görülmektedir. Fakat sistemin gerçek zamanda çalışabilmesine olanak sağlaması açısından bakıldığında Gabor süzgeci ile saptama yöntemine göre daha yoğun bir hesaplama gerektiren maliyetli bir yöntemdir.

Proje ile ilgili detaylara ve deneyse sonuçlara bildiriyi indirerek bakabilirsiniz. İndirmek için tıklayınız.