KR20010068357A - 자동차 번호판 인식 시스템에서의 제한적 워터폴알고리듬을 이용한 분할 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 번호판 자동 인식 시스템의 번호판 문자추출 과정에서 효과적인 번호판 분할 방법에 관한 것이다.영상분할 방법은 크게 3가지로, 히스토그램 임계값에 의한 방법과 외곽선 기반 방법, 그리고 영역기반 방법이 있다. 본 발명에서는 외곽선 기반 방법과 영역기반 방법의 장점을 수용하고 수리형태학에 기반을 둔 워터세드 알고리듬을 사용하여 영상을 분할하는 방법으로, 워터세드 알고리듬에서는 계조도 영상에서 획득된 에지 영상을 수리형태학적 연산을 통하여 초기영역으로 분할하고, 이 영역을 토대로 영역기반 방법을 통하여 최종 분할 영상으로 병합한다. 그러나 이 알고리듬은 구조적 특성상 초기 분할 영상이 과도하게 분할되는 현상을 갖게 되는데 이는 영역병합 과정에서 연산시간이 늘어나는 문제점을 유발한다. 이러한 과분할 현상을 줄이기 위하여 제한적 워터폴 알고리듬을 발명하였다.

Description

자동차 번호판 인식 시스템에서의 제한적 워터폴 알고리듬을 이용한 분할방법{Segmentation Method Using Restricted Waterfall Algorithm for Vehicle Licence Plate Recognition System}

본 발명은 컴퓨터비전과 패턴인식 등과 같이 영상내의 의미 있는 객체를 분리하는 과정으로 검사 및 인증 분야에서 널리 사용되어지고 있는 영상분할 방법중의 하나로, 자동차 번호판 인식 시스템에서는 문자 인식을 위해 기본적으로 수행되어져야 될 영상처리 기법이다. 현재 개발되어 있는 자동차 번호판 자동 인식 시스템의 경우 빠른 수행속도 때문에 히스토그램의 임계값에 의한 영상분할 방법이 주를 이루고 있다. 그러나 이 영상분할 방법은 도 1과 같이 계조도의 히스토그램이 배경과 문자로 뚜렷하게 양분되는 경우에만 이상적으로 사용될 수 있다. 따라서 도 2와 같이 조명의 방향이 기울거나 구겨진 번호판의 경우, 명암이 한쪽으로 치우쳐지게되어 이상적인 번호판 영상의 취득이 어려워지게 된다.

본 발명은 조명이 기울고 휘어진 번호판 영상에서도 강건히 영상을 분할할 수 있도록, 도 3의 구성도와 같이 에지 영상을 토대로 영역을 분할하고 그 영역을 병합시키는 기존의 워터세드 분할 방법을 사용하여 번호판을 분할하고자 했다. 그러나 이 분할 알고리즘은 구조적인 특성상 도 8과 같이 초기 분할 영상이 과도하게 분할되는 현상을 갖게 된다. 이러한 과분할 현상은 영역 병합과정에서 연산시간을가중시키는 치명적인 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 모폴로지 연산을 통한 영상 재건을 기본으로 하는 기존의 워터폴 알고리즘을 사용하여 과분할 영상을 줄이고자 했다. 기존의 워터폴 알고리듬은 도 4와 같이 초기 분할된 영상의 워터세드 라인상의 픽셀은 원래의 에지 강도를 갖고 나머지 픽셀은 최상위 에지강도를 갖는 g 영상을 마커 영상으로 하여 원영상 f를 재건하면 도 4와 같이 적은 seed를 갖는 영상을 획득할 수 있다. 하지만 이 재건된 영상으로 워터세드 분할된 영상은 도 9와 같이 만족스럽지 못한 결과를 얻는다. 따라서 번호판 영상의 특성에 맞게 효과적으로 과분할 현상을 제거할 수 있는 알고리즘 개발이 중요한 과제가 되었다.

도 1은 현재 번호판 영상 분할에 사용되는 임계값에 의한 분할방법이

가능한 히스토그램 분포

도 2는 현재 번호판 영상 분할에 사용되는 임계값에 의한 분할방법이

불가능한 히스토그램 분포.

도 3은 워터세드 알고리듬의 기본 구성도.

도 4는 워터폴 알고리듬의 기본 개념도.

도 5는 워터세드 분할된 초기 영역들의 에지강도 히스토그램.

도 6은 제한적 워터폴 알고리듬의 기본 개념도.

도 7은 자동차 번호판 영상.

도 8은 초기 워터세드 분할 영상.

도 9는 기존의 워터폴 알고리듬을 적용한 워터세드 분할 영상.

도 10은 제한적 워터폴 알고리듬을 적용한 워터세드 분할 영상.

도 11은 조명이 기울어지고 휘어진 번호판 영상.

도 12는 히스토그램 입계값에 의한 방법으로 분할된 영상.

도 13은 워터세드 분할된 영상.

도 14는 병합되어 이치화된 영상.

본 발명에서는 도 5와 같이 자동차 번호판 내의 문자 외곽선들이 초기 분할된 영역들의 외곽선들에서 차지하는 비중이 5%에서 10%내외라는 점에 착안하여, 워터폴 알고리즘에서 마커 영상을 만들 때, 도 6과 같이 외곽선들의 평균값 m-level 이하 픽셀을 마커영상 획득에서 제외시킴으로써 영상재건 과정에서 효과적으로 seed를 줄일 수 있다. 따라서 이 재건영상을 사용하여 워터세드 분할 할 경우 도 10과 같이 과분할 현상이 대폭 줄어든 분할 영상을 얻을 수 있다. 또한 번호판 영상 분할에 워터세드 알고리듬을 적용함으로써 히스토그램 임계값에 의해 분할된 도 12의 영상과 비교하여 도 14영상과 같이 강건히 영상을 분할하는 것을 볼 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 기존의 히스토그램 임계값에 의한영상 분할방법을 사용했을 경우 이상적으로 분할 할 수 없었던, 조명이 기울어지고 휘어진 번호판 영상을 워터세드 분할 방법을 사용하여 효과적으로 분할하였고 워터세드 알고리듬의 구조적인 문제점인 과분할 현상을 제한적 워터폴 알고리듬을 사용하여 획기적으로 줄였다.

Claims (1)

1. 자동차 번호판 자동인식 시스템의 번호판 영상 분할 과정에 있어서, 조명이 기울어지고 휘어진 번호판 영상 분할에 강건한 분할 성능을 보이는 워터세드 알고리듬 적용, 자동차 번호판 영상분할에 워터세드 알고리듬을 적용함에 있어서, 워터세드 알고리듬의 구조적인 특성인 과분할 현상을 효과적으로 줄이기 위해 번호판 영상의 특성을 고려하여 기존의 워터폴 알고리듬을 개량한 제한적 워터폴 알고리듬.