圖像的預處理包括對動態采集到的圖像進行灰度化、二值化、邊界增強、濾波等處理，以克服圖像干擾，改善識別效果。而車牌識別中的圖像采集一般是用工業電視攝像機 CCD 完成的。所獲取的目標圖像中，含有復雜的自然背景及車身背景信息，同時易受照明條件(白天、黑夜)、天氣條件(陰、雨、霧、雪)及運動失真和模糊等因素的影響，因此嚴重影響獲取圖像的質量，給后續的車牌分割和字符識別帶來很大的困難，所以有必要進行圖像預處理操作。

    本文介紹了車牌定位前的圖像預處理的一些基本技術，目的是提高圖像質量，后文中還會提到一些具體的技術，突出車牌信息。對幾種處理方法進行了概括介紹，并詳細介紹了本系統所采用的方法。

    3.1 數字圖像處理基礎

    3.1.1 數字圖像處理特點

    數字圖像處理是利用計算機的計算功能，實現與光學系統模擬處理相同效果的過程。數字圖像處理具有如下特點[7~9]：

    1 .處理精度高，再現性好。利用計算機進行圖像處理，其實質是對圖像數據進行各種運算。

    2.易于控制處理效果。在圖像處理程序中，可以任意設定或變動各種參數，能有效控制處理過程，達到預期處理效果。這一特點在改善圖像質量的處理中表現更為突出。

    3.處理的多樣性。由于圖像處理是通過運行程序進行的，因此，設計不同的圖像處理程序，可以實現各種不同的處理目的。

    4.圖像數據量龐大。

    車輛自動識別技術具有如下特點[10]：

    1.在大多數應用情況下，車輛自動識別技術都需要實時、準確的對汽車圖片進行處理。

    2.用 CCD 攝像機拍到的汽車圖像往往具有很強的干擾，在識別前需要進行某些處理，改善圖像質量，以達到預期的識別效果。

    3.車輛自動識別技術應用范圍廣泛，在不同的應用中對各種參數有不同的需求。

    4.在高速公路收費口、智能小區入口等實際應用中，都要求車牌識別系統能夠全天候、不間斷的工作，工作量龐大。因此，數字圖像處理技術適用于車輛自動檢測，并在大量的實踐中得到了證實。

    3.1.2 BMP 圖像文件格式

    BMP(BitMap Picture)文件格式是 Windows 系統交換圖形、圖像數據的一種標準格式。BMP 圖像的數據由四部分組成：

    第一部分為位圖文件頭 BITMAPFILEHEADER, 它是一個結構體；

    第二部分為位圖信息頭 BITMAPINFOHEADER，也是一個結構，其定義這個結構的長度，指定圖像的寬度、高度、顏色、實際的位圖數據占用的字節數、目標設備的分辨率、指定本圖像實際用到的顏色數、指定本圖像中重要的顏色數等。

    第三部分是調色板(Palette)，這里是針對那些需要調色板的位圖文件而言的。真彩色圖像是不需要調色板的BITMAPINFOHEADER 后直接是位圖數據。調色板實際上是一個數組，共有biClrUsed 個元素(如果該值為零，則有 2 的 biBitCount 次方個元素)。數組中侮個元素的類型是一個RGBQUAD結構，占 4 個字節。

    第四部分就是實際的圖像數據。對于用到調色板的位圖，圖像數據就是該像素顏色在調色板中的索引值，對于真彩色，圖像數據就是實際的 R、G、B 值。下面對 2 色、1 6 色、256 色位圖和真彩色位圖分別介紹。

    對于 2 色位圖，用 1 位就可以表示該像素的顏色（一般 0 表示黑，1 表示白），所以一個字節可以表示 8 個像素。

    對于 16 色位圖，用 4 位可以表示一個像素的顏色，所以一個字節可以表示 2 個像素。

    對于 256 色位圖，一個字節剛好可以表示 1 個像素。

    對于真彩色圖，三個字節才能表示 1 個像素。

    掌握數字圖像處理的特點和圖像數字化技術是能夠正確應用該技術的前提。由于 BMP 位圖文件格式在 WINDOWS 系統中的重要性，熟悉其組成形式十分必要，也是正確進行程序設計的必要條件。

    3.2 圖像灰度處理

    汽車圖像樣本，目前大都是通過攝像機、數碼相機等設備拍攝獲取的，因而預處理前的圖像多是彩色圖像。真彩色圖像又稱為 RGB 圖像，它是利用 R、 G、B 三個分量表示一個像素的顏色，其中 R、G、B 分別代表紅、綠、藍 3 種不同的顏色，通過三基色可以合成出任意顏色。所以對于一個尺寸為 m*n 的彩色圖像來說，存儲為一個 m*n*3 的多維數組。彩色圖像包含著大量的顏色信息，不但在存儲上開銷很大，而且在處理上也會降低系統的執行速度。由于圖像的每個象素都具有三個不同的顏色分量，存在許多與識別無關的信息，不便于進一步的識別工作，因此在對汽車圖像進行識別等處理中經常將彩色圖像轉變為灰度圖像，以加快處理速度[12]。

分解獲得。而 R、G、B 的取值范圍是 0-255，所以灰度的級別只有 256 級。

    灰度化的處理方法主要有如下三種：

    最大值法：使 R、G、B 的值等于三值中最大的一個，即 R=G=B=max(R,G,B)平均值法：使 R、G、B 的值等于三值的平均值，即 R=G=B=(R+G+B)/3加權平均值法：根據重要性或其它指標給 R、G、B 賦予不同的權值，并使 R、G、B 等于它們的值的加權和平均，即 R=G=B=(WrR+WgG+WbB)/3其中 Wr、Wg、Wb 分別為 R、G、B 的權值。由于人眼對綠色的敏感度最高，對紅色的敏感度次之，對藍色的敏感度最低，所以本模塊采用Wr=0.299 、Wg=0.588 、Wb=0.113，從而得到最合理的汽車牌照灰度圖像，對車輛抓拍圖象灰度化的效果如圖 3-1: