TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol.12, No.5, May 2014, pp . 3281 ~ 32 8 8   DOI: http://dx.doi.org/10.11591/telkomni ka.v12i5.4947          3281     Re cei v ed O c t ober 1 0 , 201 3; Revi se d Novem b e r  27, 2013; Accept ed De cem b e r  14, 2013   A New License Plate Fault-tolerant Characters  Recognition Algorithm       Guo w e i  Yan g * 1 , Xiaochun Wang 1 , Ya ng Yang   1 Colle ge of Aut o matio n  Eng i n eeri ng, Qing da o Univ ersit y ,   No.30 8 , Nin gxi a  Roa d , Qingd ao, Shan do ng,  266 07 1, Chin a, Ph./F ax: 053 2 - 859 560 69   2 Qingzho u Cig arette F a ctor y ,   Shan do ng T obacco Industr Co., Ltd,  No.18 18, Li ngl ongs ha nbe i Ro ad, Qingzh ou,  Shan do ng, 26 2 500, Ch in a, Ph./F ax: 0531- 82 599 00 1   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l y g w _ ustb @1 63.com*,  w a ng xi aoc hun _ y t@ 126.com,  yy_b onn ie@ 1 6 3 .co m       A b st r a ct  Accordi ng to th e lic ense  pl ate  recog n itio n pr o b le m,  this  pa pe r did th e res ear ch ab out l i cens e pl at e   locati on  an d c haracters  reco gniti on. It pr op osed  tw o new   alg o rith ms, the y  sep a rately  ar e lic ens e l o cati o n   a l go ri thm   b a s ed  on  co l o r segm en ta ti on   a n d  fa u l t-to le ra nt  characters  rec ogn ition  a l gor ithm b a se d o n   BP   neur al  netw o rk . In the  pre- pro c essin g  stag e,  it pro pose d   image  en ha nc e m ent a l gor ith m   w h ich co uld   make   the imag e mor e  easi l y an aly z ed by co mp ute r . In the lo catio n  stage, it ma d e  utili z a t i on  of color a nd sh ap infor m ati on, an d then pr op ose d  locati on  alg o r ithm. In t he r e cogn ition sta g e ,  it fu lly ma de t he co nsid eratio n   of characters ’ fault-toler ant, and th en  made th e us of improve d   BP neur al n e tw ork to recog n i z e   characters. It did so me exp e ri ment by MA T L AB. Exper i m e n ts show  that the s peci a licens e pl ate fault- tolera nt chara c ters recogn iti on al gorith m  i s  more  acc u r a te than the  origi n a l  lice n s e  plate rec o g n itio n   meth ods, an d i t s recogniti on r a te has b een i m pr ove d  greatl y   Ke y w ords :  ch aracters reco g n itio n, color se gmentati on, fa ult-toler ant, BP neura l  netw o rk, MAT L AB    Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion    Intelligent tra n sp ortation  system has b e com e   an im portant di re ction of curre n t  traffic   manag eme n t and  develo p m ent, and  license pl ate reco gnition  as a  kind  of traffic informati o n   acq u isitio n techn o logy ha s incre a si ngly attracte d more and more a ttention. It can automatical ly  authenti c ate t he identity of the v ehicle,  and ma ke ve hicle m ana ge ment, traffic flow control a nd  intersectio n  p a yment highl y automated, so it  has a  wi de ran ge of p r acti cal ap plication.  For a li cen s e  plate re cog n i tion system,  the re cog n ition pro c e s s ge nerally in clud es the   fo llo w i ng   s t ep s :  lic e ns e pla t e  imag e   pr e p r o c e s s i ng,  location,  ch ara c ter segm entation, feat ure  extraction, chara c te re cogniti on a n d  post-processing. Fi rstly,  usin g the color  seg m ent ation   techn o logy fi nd the p o ssi b le re gion t h roug colo histog ram, th en test the  l ength-width  ratio ,   length, heigh t and plate texture of the region to  o b tain the best location. Seco ndly, did the  cha r a c ter  seg m entation an d feature vectors extra c ti o n . Thirdly, put the vectors  to the improved   BP neural n e twork fo r training. L a stly , recogni z e d  the cha r a c ters.  Figu re  1  is li cen s p l ate   recognitio n  system.        Figure 1. Lice nse Plate Re cog n ition System Block  Di agra m       2.  License Plate Image Pre-proces sing   2.1. Image Enhanc ement  Curre n tly, th ere a r e seve ral lice n se pl ate  locatio n  algorith m s [1 , 2]. When u s ing the   histog ram eq ualization me thod to adjust the bright ne ss of the lice n se plate ima ge, we find that   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 5, May 2014:  3281 – 32 88   3282 light and dark cont ra st betwee n  the chara c te rs  an d backg rou n d  in the image is we ake ned,  whi c h will red u ce the a c cu racy of location and re cog n ition. So we  adapt the followin g  step s to  adju s t the bri ghtne ss of th e plate image  gradu ally.  Statistic the n u mbe r  of blue  pixels of the  i m age, then fi x the value of a and b to m eet the   requi rem ents  that the number of  pixels which b r ightn e ss value x [min,a] acco unts for 5% of  the  total numbe r of blue pixels and the nu mber of pixel s  whi c h b r igh t ness value x [b,max] als o   accou n ts for  5% of the total numbe r of blue pixel s Set the b r ig htness val u e  which  is le ss t han  min to  a,  and  the  b r ig htness val u e   whi c h i s   greate r  than  max to b.  Similarly, do the same  steps to the red and g r e e n  pixels. Fro m  doing a b o v e , we  accompli sh th e brightn e ss  adju s tment.  After the bri ghtne ss a d ju stment, we  sho u ld do t he filtering t o  make the  further  enha ncement   2.2. License  Plate Loca t i on  In the pro c e ss of ima g e  analysi s  an d pro c e s sing , it is consi dera b le to select a n   approp riate thre shol d to separate  the t a rget from b a ckgroun d. In  this pa pe r, a new th re shold   segm entation  algorithm i s  as follo ws:     Assum e  co n s ide r  R co mp onent firstly.  L mean s the gray scale of the image,  i n mean the numbe r o f  pixels who s e gray value  are i, and N  mean s the total numbe r of pixels.     L i i N 1 n                                                                                                                                              (1)    Cal c ulate pi:     1 , 0 , 1 L i i i i i p p N n p                                                                                            (2)    The im age  i s  divid e d  into two  p a rts.  They  are  C0 (ta r get )an d  C1 (b ackg ro und).  C0  mean s pixel s  who s gray scale a r e [ 1 ,…,k],  and  C1 m ean s p i xels who s gray  scale a r e   [k + 1 ,…,L].     ) ( 1 0 k w p k i i w                                                                                                                              (3)    ) ( 1 1 1 k w p L k i i w                                                                                                                 (4)    Average g r ay  scal e  of C0 a nd C1 a r e:       0 1 0 u w ip k i i i                                                                                                                           (5)      1 1 1 u w ip L i k i i                                                                                                                                (6)    Average g r ay  scal e  of the imagine i s   1 1 0 0 1 u u w u w ip L i i i T                                                                                                    (7)  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     A New Li cen s e Plate Fault-tolerant Cha r ac ters  Recog n ition Algorith m  (Guowei Y ang)  3283 Within-cla ss varian ce of C0 and C1 are:     0 1 2 0 2 0 ) 1 ( w p u k i i i                                                                                                          (8)    1 1 2 1 2 1 ) 1 ( w p u L i k i i                                                                                                                (9)     Between -cl a ss va rian ce o f  C0 and C1 and po pulatio n varian ce a r e:    2 0 1 1 0 2 1 1 2 0 0 2 ) ( ) ( ) ( u u w w u u w u u w T T B                                                                             (10)    L i i i T T p u i 1 2 2 ) (                                                                                                                (11)    Set paramete r   2 2 T B                                                                                                                                        (12)    Whe n    takes to th e  maximum,  the corre s pondi ng  value is th e be s t   threshold.Sim ilarly, do  the  same   cal c ulat ion to  G  and   B com pon ent , then  get the  be st threshol d.  In Chin a, the r e a r e th ree  kind s of  ratio :  polic e ca rs and  milita r vehicl (white backg rou n d )  is   3.8, large ve hicle  (ba c k p l ate) is  2.0, and the  re m a ining vehi cl es i s  3.6. We sel e ct the  ratio   arou nd 3.6 b e ca use we  mainly  study  the blue-whi t e plate. Figure 2 a r e th e locatio n  image based on  col o r se gme n tation.             Figure 2. The  Licen s e Plat e Locat ion Ba sed o n  Col o Segmentatio     3.  Char acters  Reco gnition  Bas e d on Fe ature Ex tra c tion and BP Neur al Net w ork   3.1. Chara c ter Segmenta tion   Firstly, tra n sf orm th e lo cat i on ima ge i n to bin a ry im a ge  whi c backgroun d i s  b a ck a n d   target i s   whit e. Plate  regi on bi nari z atio n is go od  or  bad  whi c h  di rectly im pa ct the  accu ra cy of  cha r a c ter  se gmentation a nd re cog n itio n. There  a r several traditi onal charact e r se gme n tation  method su ch as ho rizont al proje c tion  [3], template matchin g  [4], clu s ter  analy s is [5], et c.  We  adapt the ho ri zontal p r oje c t i on method h o rizontal p r oj ection.     3.2. Chara c ter Image Nor m alization   The  cha r a c te rs segme n te d from  the  pl ate imag e a r e not i n  the   same   size.  In  order to   recogni ze  the  cha r a c ters  convenie n tly, we  sho u ld tu rn them into  the same  si ze . It adapt bilin ear  interpol ation  algorith m  to transfo rm th ese cha r a c te r image s into 20*35. Assume  H as  th e   origin al imag e’s h o ri zontal  proje c tion  a nd V mean t he ori g inal i m age’ s verti c al proj ectio n . M  mean s the h e ighth after  n o rmali z atio and  N mea n s  the  width a fter norm a lization. Point(m,n)  after normalization is expre s sed a s  [6]:  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 5, May 2014:  3281 – 32 88   3284 i k j k k H M k H 1 1 ) ( ) ( m                                                                                          (13)    i k j k k V N k V 1 1 ) ( ) ( n                                                                                                                (14)    3.3. Chara c ter Feature E x tra c tion   It adapt coa r se g r id featu r e extra c tion  in this pa pe r. The ba si c idea of coa r se  grid   feature  extra c tion i s : eq u a lly divide t he  cha r a c ter image  which is  after  si ze  and l o cation  norm a lization  into M*N gri d s, then stati s tics the nu mber of whit e pixels in e v ery grid s. If the   numbe r of wh ite pixels ove r  20% of total  pixels, set  fe ature valu e of this gri d  to1, otherwise to  0.  In this  pap er,  we  no rmali z e the s ch aracters into  70 *50, then  divi de them  into   7*5 g r id s. So  we  can  get th e f eature  vecto r  of ea ch  cha r acte r,   they are all  3 5 -di m ensi onal   ve ctors whi c h are   comp osed by  0 and 1.    3.4. Chara c ter Rec ogniti on    3.4.1. Chara c ter Fa ult-tol e rant  We ad apt the method whi c h combi ned f eatur e extraction and BP neural n e two r k. When   recogni zin g    the characte rs, take fully  accou n of chara c te r fault - tolerant. An d calcul ate n o isy  sampl e s whi c are  theo retically allo wed of e a ch   chara c te r. Ta ke the  Chin ese characte rs for   example t o  e x plain. Ta ble  1 i s  fe ature   vectors  of th e several  Chi nese  cha r a c t e rs fro m  the   31   Chin ese ch aracters.     Table 1. Feat ure Ve ctors o f  the Several Chin ese Cha r acters    1 1 1  1 1  0 1 1  1 0  1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1  1  0 0 0  0 0 0   0 0 0  1 0  1 1 1  1 0  1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1  1  0 1 0  0 1 0   1 1 1  1 1  1 1 1  1 1  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1  1  1 0 1  1 1 0   1 1 1  1 1  1 1 1  1 1  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  1  1 1 1  1 1 1   0 0 0  0 0  1 1 1  1 0  1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1  1  0 1 1  0 1 1   1 1 1  1 0  1 1 1  1 0  1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1  1  0 0 1  0 1 1   0 1 1  1 0  0 1 1  1 1  0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1  1  1 0 0  0 0 0   1 1 1  1 0  1 1 1  1 1  1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1  0  0 1 1  1 0 0   1 1 1  1 1  1 1 1  1 1  1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0  1  1 1 1  1 1 1   1 1 1  1 0  1 1 1  1 0  1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1  1  1 0 0  0 0 1   1 0 1  0 0  0 1 1  1 1  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  1  1 1 0  1 0 0   1 1 1  1 1  1 1 0  1 1  1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1  1  0 0 1  1 1 0   1 1 1  1 0  1 1 1  1 0  1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1  1  1 1 1  1 0 1   1 1 1  1 1  0 1 0  1 0  1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1  1  0 1 1  1 1 1   0 1 0  0 0  1 1 1  1 0  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  1  1 0 1  1 1 1   0 1 1  1 0  0 1 1  1 0  0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1  1  1 0 0  1 0 0   0 0 1  1 0  0 0 1  0 1  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0  1  1 0 0  0 0 0   0 0 1  0 0  1 1 1  1 1  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  1  1 1 0  1 1 1   0 0 0  0 0  1 1 1  1 0  1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1  1  0 1 0  1 0 1   1 1 1  1 1  0 1 1  1 0  1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1  1  0 1 1  1 1 0   0 0 1  1 0  0 0 1  1 1  0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1  1  1 0 0  0 0 0   1 1 1  1 1  1 1 1  1 0  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  1  1 0 1  0 1 1   0 0 0  0 0  1 0 1  1 0  0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1  1  1 1 1  1 0 0   1 1 1  1 1  1 1 1  1 1  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  1  1 0 0  1 1 0   1 1 1  1 1  1 1 1  1 1  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1  1  0 0 0  1 1 0   0 1 1  1 0  0 1 1  1 0  0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0  1  0 1 1  1 1 1   1 0 1  1 1  0 1 1  1 0  0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1  1  1 1 1  1 0 1   0 1 1  1 1  0 1 1  1 1  1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  1  1 1 1  0 1 1   1 1 1  1 1  1 1 1  0 1  1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1  1  1 1 1  1 1 1   1 1 1  1 0  1 1 0  1 1  1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1  1  0 0 1  1 0 0   0 1 0  1 1  0 1 1  1 1  0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0  1  1 0 1  1 1 0     The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n ”and oth e r s a r e:   7,10,11,10,7, 8,11,12,12,4, 10, 7,6,13,11, 12,14,12,8,1 3 ,8, 15,8,8,15,1 4 ,9,11,13,17;   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     A New Li cen s e Plate Fault-tolerant Cha r ac ters  Recog n ition Algorith m  (Guowei Y ang)  3285 The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   7,13,12,3,8,1 1 ,12,13,7,11, 13,7,9,10,12, 13,9,7,11,14, 22, 20,11,1 1 ,1 4,17,11,12,1 6 , 18   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   10,13,3,14,7, 12,9,6,10,8,8, 9,10,7,15,12, 8,14,6,13,4,1 7 ,2,2,17,12,6, 5,11,9;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   11,12,3,11,6, 13,8,3,9,7,9, 6 , 7,6,18,13,5,1 1 ,7,14,3, 16,3, 5,14,9,3,2,14, 12;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   10,3,14,11,6, 13,13,12,8,1 2 , 14,7, 8,7,17,1 6 ,8,6,12,17,1 0 ,9 ,14,14,13, 16,10,11,1 7 ,1 9;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   7,8,7,6,7,11,1 0 ,9,5,11, 10,6, 7,6,16,12,9,9, 9,14,3, 16,7,7, 14,13,7,8,12, 16;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   8,11,12,13,1 4 , 11,13,16,8,1 0 ,12, 11,14,1 3 , 7,10,12,14,1 4 ,8,12, 11,10, 12,15,14,1 0 ,1 5,11,10;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   11,12,9,8,13, 10,13,11,1 1 ,9 ,11, 8,11,12,1 6 ,15,11,13,1 1 , 16,11, 16,9,9, 12,15,11,1 0 ,1 1,18;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   12,13,6,3,12, 9,16,11,10,1 0 , 12, 7,8,9,19,1 4 ,8,13,8,15,6, 17,6,8,13,10, 6,3,15,13;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   12,7,10,9,8,5, 8,11,10,10,1 2 , 3,8,9,11,12,1 0 ,10,12,13,6, 13,8,10,15,1 4 , 10,9,13,19;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   4,11,8,7,12,1 1 ,10,9,10,10, 14,9,12,9,15, 8,4,8,10,9,10, 13,6,8,17,10, 8,9,15,15;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   10,13,8,9,14, 10,12,11,1 2 ,1 2,14, 11,8,14, 15,18,14,1 6 ,1 2,19,10, 15,8, 8,17,18,12,1 1 ,9,13;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   7,7,9,6,7,6,11 ,8,7,3,9,11,5,8,12, 15,9,9,9, 16,7,10,9, 11, 12,11,9,6,12, 18;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   6,9,10,7,8,7,1 4 ,11,8,8, 12,8, 5,11,15,18,1 2 , 13,6,19,8, 14, 10,10,11,1 2 ,8 ,7,13,17;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   13,10,7,6,7,6, 13,12,9,9,9, 1 4 ,8,11,16,13, 5,7,11,14,5, 1 2 ,7,9,14,13,7, 8,17,12;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   11,12,15,1 8 ,1 7,16,7,16,19, 11,15, 15,1 2 ,1 5,16,17,18,1 7 ,13,12,15, 10, 15,15,12,1 5 ,1 7,18,14,14;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   12,13,12,1 3 ,1 6,12,10,15,1 4 , 12,8, 18,15,1 8 ,13,17,10,1 4 ,16,7,12, 17,1 0 ,12,19,14,1 0 , 13,17,15;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   14,9,8,5,8,9,1 2 ,11,8,10,4, 1 4 ,9,12,5,18,1 0 ,6,12,11,8, 1 3 ,6,8,15,12,6, 7,17,15;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   12,7,14,11,6, 9,14,13,13,1 0 , 8, 16,9,13,7,1 7 ,14,6,14,15, 12, 11,12,1 2 ,1 7,14,12,13,1 7 , 19;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   8,11,6,7,12,9, 14,11,8,12,1 0 , 12,9,6,11,13, 16,12,14,1 5 ,8 , 15,8,5,13,9,8 , 7,13,11;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   13,14,13,1 4 ,1 7,14,8,16,15, 13,9, 19,16,1 9 , 14,12,7,11,1 5 ,15,13, 14,1 1 , 13,18,9,11,1 6 ,16,14;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   8,11,4,3,10,3, 12,11,6,6,10, 10,7,8,5,15,1 2 ,8,12,8,13, 1 7 ,4,6,15,10,4, 5,15,13;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   15,10,17,1 6 ,9 ,16,11,16,17, 13,13, 15,1 0 ,1 4,12,10,17,1 3 ,11,15,14, 17, 17,19,16,1 5 ,1 7,16,16,16;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   8,11,2,3,14,7, 10,9,6,8,6, 8,9 , 10,7,15,10,6, 12,8,11,4, 17, 2,17,12,6,5,1 3 ,11;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   8,11,2,5,14,7, 12,9,8,10,8, 8, 11,10,9,15,1 2 , 8,12,5,13,6, 1 9 ,2,17,14,8,7, 11,11,;  The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   15,14,17,1 4 ,1 3,14,15,12,1 3 , 15, 17,17,12, 11,14,12,1 9 ,1 5,17,13, 18,1 5 , 16,17,17,15, 13,14,20,1 5 The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   14,17,12,9,1 6 , 13,14,15,10, 14,10,18, 1 1 ,1 2,13,15,14,1 2 ,14,9,9, 10,15, 12,14,15,1 0 ,1 1,16,15;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   9,11,6,3,10,7, 10,11,6,10,8, 12,9,8,7,17,1 0 ,6,12,8,11, 4, 17,6,8,13,10, 5,17,11;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   11,12,5,2,11, 8,15,10,3,9,9, 11,6,7,8,18,1 3 ,7,13,7,16, 5, 16,5,7,14,11, 5,16,14;   The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   13,16,11,1 4 ,1 7,12,11,11,1 5 , 13,15, 9,12,1 3 ,17,14,17,1 7 , 17,13,16, 15, 16,13,11,2 0 ,1 6,17,16,16;   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 5, May 2014:  3281 – 32 88   3286 The num ber  of different bits of feature v e ctor b e twe e n  “ ”a nd oth e rs a r e :   17,18,9,12,1 9 , 16,10,18,13, 19,15,13, 1 8 ,1 7,12,14,15,1 5 ,19,11,4, 13,1 6 ,11,11,15,1 5 , 11,14,16.   The  numb e of differe nt bi ts of fe ature   vect or is al so  the  Hammi n g  di stan ce  b e twee n   different cha r acters. We   co uld cal c ulate  noisy  fe ature  vectors  if we kno w   th mini mum Hammi ng  distan ce η . Since some ch ara c ters noi sy sample s are t heoreti c all y  allowed are  too much. we are   here to  set  a  theoreti c al p r emi s e, 1) Refuse to   re co gnize charact e r which is  n o t clo s e to a n c h ar ac te r .  2) fa u l t- to le ra nt s e lec t e d   as   2. If the  minimum  Ha mming di sta n ce  between  a  cha r a c ter  and  others i s  ove r  than  4, we  should  cal c ul ate 2-dimen s io nal noi sy sam p les  whi c are   theoreti c ally allowed and  then put the m  to the cl a ssifie r  whi c is de sign ed  according to  the   followin g  met hod fo r trainin g . If the mini mum  Hammi ng di stan ce  b e twee n a  cha r acte and  ot hers  is not more than 4, we sho u ld do secon dary re co gniti on.    3.4.2. Classifier Design   Whe n  trainin g  the stand a r d sa mple s (65 cla s s ch a r acte rs), we must have m o re than   one time  sam p les. In this  p aper,  we ta ke  10 time s sa mples. We  d e sig n   68 cla s sifiers.  They are  Chin ese character cl assifie r , digital  cla s sifier  and  alp habet  cla ssifi er, othe r 65  classifiers for t he  other 65  cl a s s cha r a c ters. Th e featu r e ve ctor  through  the  m e thod  of rou gh g r id  feat ure  extraction  is  35-di men s ion a l, so  we  ada pt a 3- l a yer B P  neural n e twork  whi c contain s  a  hid d e n   layer, its inp u t  node s i s  35 , output  node s i s   1 a nd th e nu mbe r  of   neuron whi c h hid den  lay e contai ned is  different from  each othe r. Therefore,  in  the actual de sign,  the nu mber of neu rons  whi c h hid den  layer co ntain ed ca n cal c ul ated by the empiri cal form ula (15 ) .     51 . 0 35 . 0 77 . 0 54 . 2 12 . 0 43 . 0 2 n m n mn s                                            (15)    Thro ugh  cal c ulation a nd repeate d  expe riment,  we ult i mately determined the  nu mber  of   neuron s whi c h contai ned  by Chine s cha r a c ter n e twork’ s hidd e n  layer is 2 0 ,  the numbe r of  neuron s whi c containe d by  alpha bet  netwo rk’ s   hid den laye r i s   16,and th e n u mbe r  of n e u r on whi c h contain ed by digital netwo rk’ s  hid den layer i s  8  [7].  Firstly de sign  3 classifie r s:  Chine s cha r acte r cl assifi er, alpha bet  cla ssifie r  and  digital  cla ssifie r . Ta ke Chi n e s ch ara c ter  cla s si fier a s  an  exa m ple. First training th e BP neu ral n e two r and  dema n d  that  when  i nput the  31   Chin ese  cha r acters’  sta n d a rd  vecto r , t he o u tput i s  1,  otherwise the  output i s   0. The  traini ng  is  su cce ssfu l  until the  ou tput erro r i s  l e ss tha n  0.0 1 .   De sign al pha bet cla ssifie r  and digital  cla ssifie r  as the  same p r in cipl e.   Secon d ly, design 6 5  ch ara c ter  classifie r s whi c h me a n s that de sig n  a cla ssifie r  for each   c h ar ac te r .  Tak e   ”  as an  example. Fi rst training th BP neural net work  and  de mand th at wh en   input the sta ndard vecto r  of “ ”, the output is 1,  otherwise th e output is 0 .  The trainin g  is  su ccessful u n til the outpu t erro r is le ss than 0.0 1 . Input 2-dim e nsio nal noi sy  sampl e  vect ors  whi c h a r e the o retically allo wed a nd oth e r  ch ara c te rs,  then ret r ain t he network a nd dem and t hat  whe n  input 2 - dime nsi onal  noisy sample  vectors,  the output is 1, o t herwi se  the  output is 0. T he  training i s   su ccessful u n til the out put e r ror i s  le ss th a n  0.01. Fig u re 3 is th e trai ning result of  ”  cla ssifie r  with out noise. Figure 4 is the training result of “ ” c l ass i fier with nois e .             Figure 3. Trai ning Result of “ ” Class i fier   without Noise   Figure 4. Trai ning Result of “ ” Class i fier with  Noi s e                                    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     A New Li cen s e Plate Fault-tolerant Cha r ac ters  Recog n ition Algorith m  (Guowei Y ang)  3287 3.4.3. Chara c ter  Reco gni tion   Save the su ccessful n e u r al n e two r k’ s weig ht and  bias  matrix,  and the n  g e t re sult  throug ope ration the s e   matrix with  u n kn own  cha r acter.  First in put the  un kn own  cha r act e r to  Chin ese, alp habet an d di gital re cog n itions  sep a ratel y . If  it is Chin ese, inp u t the  cha r a c ter to  31   Chin ese cla s sifiers for recogni zing, the n  we  shoul d get 31 floatin g-poi nts which betwe en 0  and   1. Take “ ” a s  an exampl e ,  the 31 floating-p o ints a r as follo ws:   (0.867 3, 0.2 231, 0.176 5,  0.3943, 0.3 754, 0.248 7, 0.4612,  0.4 752, 0.321 1, 0.2513,   0.2435, 0.18 23, 0.1286, 0.3341,  0.27 14, 0.1123, 0.3522, 0.34 78, 0.4013, 0.2231, 0.24 63 ,   0.2847, 0.26 4 5 , 0.2336, 0.3 156, 0.374 6, 0. 2568, 0.29 3 1 , 0.7156, 0.2 460, 0.302 5).    Comp are the s e floatin g-po ints an we  could  find th at  0.8673 i s  m u ch bi gge r tha n  othe rs  and it  clo s e s  to 1. And  0. 8673  is the  output  corre s pondi ng  ”  cla ssif i e r .  S o  we  c an m a k e  a   con c lu sio n  that the unkn o w n characte is “ ”.   Cha r a c ter  wh ose  Hammin g  distan ce be tween it and  stand ard  ”  cha r a c ter i s  not more   than 2  can  b e  re co gnized  as  ”. Cha r a c ter wh ose  Hamming dist a n ce between it  and  othe rs is  more tha n  2 can b e  refu sed to recogni ze. If the con s eq uent is no t good enou g h , we sh ould  do  se con dary  r e cog n it ion.     3.4.4. Secon d ar y  Recogn ition  For the s e ch ara c ters wh o s e Ha mming  distan ce is n o t more than  4, the result is not so   good  by ado pting the a b o v e method,  so we  do th seco nda ry re cognition. T a ke alph abet a s  an   example,  cha r acte rs  who s e minimu Hamming  dista n ce  is  not mo re tha n  4  are  D E F K  Q  W. We a dopt  13-p o int feature extra c tio n  to extr act the 8 charact e rs’ fe at ure. De sign cla ssi fiers  for the  8  ch aracters.  Then   input the  feat ure  vect o r s t o  the  BP ne u r al  network fo r trai ning.  Ta ke  “D” as an ex ample, dema nd that  when  input “D”  sta ndard vecto r the output is 1, otherwi se  the   output  i s  0. The  t r ainin g   i s  su ccessful  until  the   outp u t erro r i s  l e ss than  0.0 1 . Next,  save t he  su ccessful ne ural   net work’ s  weig ht  an d bias  ma trix, a nd the n  g e t result th ro ugh   operation th e s e   matrix with  u n kn own  cha r acter.  At the  same  ti me,  al so get som e  floating-p o int s  whi c h between   0 and 1. Find  the bigge st point whi c h m ean s we  c oul d kno w  the re sult. As an ex ample, the "D",  finally get a  set of that  n u mbe r : (0.9 8 58,  0.231 2, 0.1432,  0.2 8 97,  0.381 3, 0.1783,  0.4 3 3 2 ,   0.2526 ). 0.9 858 is m u ch  bigge r than  others and  clo s e to 1, so we  can  co nclu de that the  unkno wn cha r acte r is  “D”.      4. Conclu sion   No matter n o rmal trai nin g  or noisy traini ng, we  could ch oo se  the same pa ramete rs.  Acco rdi ng to  seve ral exp e rime nts a n d  the analy s i s  of the  net work  stru ctu r e, we  set th e   para m eters a s  Table 2.        Table 2. The  Initial Value of the Netwo r k Para meters  Net w ork t y pes   Learning r a te   Momentum const ant  Ma ximum c y cles  Display  inte rval  Output e rro r   Chinese 0.08  0.9  5000   30  0.01  alphabet  0.08  0.9  5000   30  0.01  digital 0.08  0.9  5000   30  0.01      In the testing  stage,  we  choo se 1 00 te sting  sam p le s for  ea ch  cl assifier a nd t he pa rtial  results a r e a s  Table 3.       Table 3. Part  of the Test Result Classifiers  Testing samples number   Correct num ber   Accuracy  ”classifier  100  90  90%   “A” classifier   100  93  93%   “3” classifier  100  96  95%       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 5, May 2014:  3281 – 32 88   3288 Since  use th e col o and  sha pe info rm ation in th e l o catio n  sta g e ,  the location  plate i s   more  a c curat e  which offe rs many  adv antage fo r t he  cha r a c ter se gmentatio n an d featu r extraction.  In  the  re cog n ition  stage,  the  accu ra cy h a s  im prove d   g r eatly b e cau s e of  usi ng th e   improve d  BP neural network to re cogni ze the fault-tolerant cha r a c ters.   Although the  BP algorithm  has  a solid t heoretic al ba sis and high versatility,  it  also ha s o me  weak  points  [8],   The improve m ent is a s  follows:  Optimize  the  initial  weig hts. Sele ct  ran dom  numb e r between  0   and  1 to  be   the initial   weig hts in ge neral.   Adjust lea r ni ng rate  adap tively. To ensure  syst em’ s   stability, sele ct a sm aller l earni ng   rate between  0.08 and 0.1.   Incre a se the  momentum t e rm. Mome ntum te rm ha the effect of smooth  and  cu shio n,  whi c coul help im prove  the stability of the netwo rk’ s  convergence proces s and also  solve t he  probl em s of  local mini mu m to some ex tent.      Ackn o w l e dg ements   This  work wa s finan cially sup porte d by  National  Nat u ral Sci e n c Found ation o f  China  unde r Grant No. 612 720 7 7 , 60973 048.       Referen ces   [1]  F r ank Y, Shih , Souxia n Che ng. Automatic  seede d re gio n  gro w i n g for color im age s egme n tatio n .   Imag e an d Visi on Co mputeri n g . 2005; 2 3 : 87 7-88 6.  [2]  Li Yuch eng,  Yang Gua ngm ing, W ang M u shu. St ud y a nd Desi gn for  S y stem of Licens e Plate   Extractio n  an Reco gniti on.  C o mputer Me as ure m e n t and C ontrol . 20 11; 1 9 (1): 158- 16 0.  [3]  Hu  Xi aofe ng, Z hao Hui. V i su al  C+ + / MAT L AB Image   Process i ng  and  Rec o g n itio n. Bei jin g:  Peop le P o st   Press. 2004: 9 4 -10 1 [4]  F an W e iqi, M u  Ch ang jia ng.  A method  of licens e pl ate  character rec ogn ition  bas ed  on Ch in es e   character struc t ure.  Instrume n t  and Meter Jo urna l . 200 3; 24 (4): 472-4 74.   [5]  Li W e nju,  Li an g D equ n. T he  alg o rithm  of Q ualit de gra dat ion  lic ense  p l a t e char acter s egme n tatio n Co mp uter Aide d Desi gn a nd  Graphics Jo urn a l . 200 4; 6(5): 697- 700.   [6]  W ang N i an,  Xi ong Y u a n , Z hao H a ifen g, R en Bi n.Veh i cle  Lice nse P l ate  Reco gniti on  Automatica ll Based o n  Ne ur al Net w o r k.  Anhui U n ivers i ty Journ a l , 20 00; (3): 45-50. ch ap ter, 10.  [7]  Amir Sedig h i, Mansur Vafa du st. A ne w   and r obust  metho d  for character se gmentati on an d recog n itio n   in lice n se p l ate  images.  Exper t Systems w i th Appl icatio ns.  2 011; 28( 11): 13 497 –1 350 4.  [8]  Yin Z h a o q i ng,  Yin H ao. Artific i al Inte lli ge nce  and E x pert S ystem. Beiji ng:  Chin a W a ter R e sourc e s a n d   H y dro p o w e r  Press. 2002.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.