摘 要

摘要：为解决目前港口集装箱箱号识别的低效率，准确率不高，本文设计了基于图像处理技术的集装箱箱号识别系统。采集的集装箱箱号图像先经过预处理之后转换为二值图像，去除小区域并且对图像膨胀腐蚀处理，利用边缘检测粗定位确定箱号的排列方式，并利用投影直方图对字符所在区域进行定位，在此基础上利用投影波峰波谷的对比进行迭代分割，使箱号字符分割为单个字符，利用模板匹配算法进行初次识别，对易混的字符再次利用特征匹配算法进行识别。本文的方法可以正确地识别出集装箱箱号图像，正确率达96%，识别时间为180ms左右，有利于智慧码头的打造。

关键词：集装箱箱号识别；投影分割算法；轮廓提取算法；模板匹配特征匹配

Abstract

In order to solve the low efficiency and low accuracy of container number recognition at present, a container number recognition system based on image processing technology is designed in this paper.Acquisition of container first converted to binary image after preprocessing, remove small area and the expansion corrosion image processing, edge detection coarse location is used to determine the number of arrangement, and by using the projection histogram character area to locate, on the basis of comparison of projection of peaks and troughs iterative segmentation, make the case number character segmentation for a single character, use of template matching algorithm for initial recognition, for easy to mix again using feature matching algorithm for identification of characters.The method in this paper can correctly identify the container number image with accuracy of 96% and recognition time of about 180ms, which is conducive to the construction of intelligent wharf.

Key Words：container number identification;Projection segmentation algorithm;Contour extraction algorithm;Template matching;Feature matching.

目录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3研究内容和组织架构 2

1.3.1论文的主要研究内容 2

1.3.2论文的组织框架 3

第2章 集装箱箱号特点及识别方案的整体设计 5

2.1集装箱箱号定义 5

2.2 集装箱箱号的特点 5

2.2集装箱箱号识别系统方案 6

第3章 集装箱箱号图像预处理 7

3.1图像灰度化 7

3.2图像平滑操作 7

3.2.1中值滤波 7

3.2.2高斯滤波 8

3.2.3平滑方法实验及比较分析 8

3.3图像增强 8

3.3.1 基于otsu的全局阈值处理实验结果与分析 9

3.3.2 去除离散的小区域 9

3.3.3图像的膨胀腐蚀 10

3.4 本章总结 10

第4章 集装箱箱号的定位、分割 12

4.1 集装箱箱号字符定位 12

4.1.1 基于边缘检测粗定位确定字符排列方向 13

4.1.2 采用投影直方图确定精确位置 13

4.2 字符分割 13

4.2.1基于投影的字符分割 13

4.2.2 分割字符的调整 15

4.3 本章总结 16

第5章 集装箱箱号的字符识别 17

5.1 集装箱箱号字符的特征提取 17

5.2 基于模板匹配算法的集装箱字符识别 17

5.3 实验结果分析 18

第6章 总结与展望 21

6.1 全文总结 21

6.2 展望 21

参考文献 23

致谢 24

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

“一带一路”沿途经过了许多港口，大多依靠港口运输，港口不仅扮演着“检查官”的角色。而且是影响贸易效益的重要一环，中国的集装箱吞吐量和港口货物十余年连续位居世界第一，成为了全球海上运输中心，集装箱作为国际运输业的重要运输工具，其规模和数量在飞速增加，国际货运中90%是借助集装箱运输来完成的，一方面，集装箱体积也逐渐变大，世界各港口集装箱进出口量平均增长率在10%以上；另一方面，轮船一般有严格的时间限制，集装箱的准确卸载，装运是轮船准点到港离港的前提保障，因此如何快准稳的统计和分类集装箱成为提高工作效率的关键，也成为图像处理领域的一大热点问题。截至目前，我国许多集装箱码头的装卸操作已经实现智能化，但集装箱识别还依靠着人眼识别，效率和准确率都有待提高，随着“一带一路”的推进和中国经济进入新常态，集装箱箱号作为集装箱的唯一标识符，集装箱自动识别反映港口自动化程度，因此集装箱的分割与识别技术的提高是提高港口吞吐量关键一环。

基于图像处理技术的集装箱箱号分割与识别算法研究，设计一个集装箱箱号自动识别的智能系统，能够利用图像处理和模式识别技术快准稳地识别集装箱箱号，减少人为错误和提高工作效率，从而有利于提高港口吞吐量以及国家港口贸易的发展。

1.2国内外研究现状

目前，已经由部分公司开始自主研发一些能够提高集装箱运输效率的智能系统，比如北京数智源科技有限公司，深圳索威尔科技开发有限公司等，识别率都高达96%，还有人工干预模式，但目前集装箱箱号识别仍存在一些问题，工业设计无法适应恶劣环境，安装维护复杂。

截至目前，主要的识别技术主要分为射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）^[4]和光学识别(Optical Character Recognition,OCR)^[5]

射频识别是20世纪90年代初兴起与电子标签类似的技术，通过无线电波不接触的快速双向信息交换和储存信息，典型应用于高速公路收费、门禁管制、监控等，RFID载体具有防水、避磁、耐高温等特点，但是RFID技术不统一，每个公司标准也不同，若应用于集装箱箱号识别必然会成本过高，安全性没有保障。