基于Matlab的火车票车次识别系统

- 标题：基于matlab的火车票车次识别系统 - 关键词：matlab GUI 数字图像处理 模板匹配 车次识别 - 步骤：打开图片 灰度化 需要区域提取 阈值分割 二值化 连通域计算 筛选字符 分割字符 提取字符特征 与模板库对比 - 简述：使用maylab GUI工具将算法步骤实现可视化，主要使用模板匹配的方式，首先对车票进行图像预处理，然后分割字符，提取字符的特征，然后与模板库数据库对比。 可交互。 有过程处理图。

!

火车站检票口总能看到工作人员快速核对车次信息。今天咱们用Matlab做个能自动识别车票车次的GUI工具，从读图到出结果一条龙，手把手看看计算机是怎么"看懂"这些数字的。

一、先给车票拍个X光

拿到一张车票照片，首先要做的是灰度化处理。就像医生看X光片，颜色太多反而干扰判断：

% 读取图片并灰度化 original_img = imread('train_ticket.jpg'); gray_img = rgb2gray(original_img); imshow(gray_img);

这段代码把彩色图片转换成256级灰度，背后的计算是经典的加权平均法（0.299R + 0.587G + 0.114B）。这里有个坑：有些车票背景有浅色花纹，直接全局阈值可能翻车。解决办法是局部自适应二值化：

% 自适应二值化 binary_img = imbinarize(gray_img, 'adaptive'); imshowpair(gray_img, binary_img, 'montage');

imbinarize函数自动选择局部阈值，比传统im2bw更抗干扰。处理后的图像黑白分明，但可能残留噪点，这时候需要形态学滤波来美颜：

% 开运算去噪 se = strel('rectangle',[3 3]); clean_img = imopen(binary_img, se);

二、字符狩猎时刻

现在进入重头戏——找字符区域。先上连通域分析：

% 连通域标记 [L, num] = bwlabel(clean_img); stats = regionprops(L, 'Area', 'BoundingBox'); % 筛选条件 valid_regions = find([stats.Area] > 50 & [stats.Area] < 1000);

regionprops能获取每个连通块的面积、外接矩形等参数。根据经验，车次字符的宽度通常在20-50像素之间，面积在100-400像素范围。不过实际测试发现，有些车票的二维码区域会误判，需要结合位置信息二次筛选。

找到候选区域后，进入字符分割阶段。这里最容易出现粘连字符问题，比如"G102"可能被识别成一个整体。解决方案是投影切割：

% 垂直投影分割 col_sum = sum(roi_img, 1); split_pos = find(diff(col_sum > 0) ~= 0);

!

投影曲线的波谷就是最佳切割点。切割后的单个字符需要统一尺寸，方便后续模板匹配：

% 归一化到32x32 resized_char = imresize(char_img, [32 32]);

三、模板库的较量

核心识别算法采用模板匹配。建立模板库时要注意字体差异——有些车票用宋体，有些用黑体。我们准备了多种字体版本的0-9和字母模板：

% 加载模板 template_files = dir('templates/*.png'); templates = cell(1, length(template_files)); for i = 1:length(template_files) templates{i} = imread(fullfile('templates', template_files(i).name)); end

匹配时使用相关系数法，比直接像素对比更抗干扰：

function char = match_template(target, templates) max_corr = -inf; for i = 1:length(templates) corr = corr2(target, templates{i}); if corr > max_corr max_corr = corr; char = template_files(i).name(1); % 文件名首字符为标识 end end end

实测发现，字母G/C、数字0/O容易混淆。解决方案是加入结构特征分析——比如数字0中间有孔洞，而字母O通常是实心的。

四、让算法动起来

用Matlab GUIDE搭建的交互界面是这样的：

!

关键代码在按钮回调函数里：

% 打开图片按钮回调 function openBtn_Callback(hObject, ~) [file, path] = uigetfile({'*.jpg;*.png','Image Files'}); if file ~= 0 handles.original = imread(fullfile(path, file)); imshow(handles.original, 'Parent', handles.axes1); end guidata(hObject, handles); end

处理流水线每一步的结果都实时显示在界面右侧。调试时发现一个彩蛋：某些新版动车票的字体带防伪点阵，导致传统模板匹配跪了。临时方案是加入高斯模糊预处理：

% 防伪点处理 blur_img = imgaussfilt(char_img, 1.2);

五、实战成绩单

在测试集（包含50张不同角度、光照的车票）上，系统表现如下：

瓶颈主要在于字符分割阶段。未来可以尝试加入透视校正和深度学习识别模块。不过对于教学演示来说，这套传统方案已经足够展示图像处理的完整链条。

源码已打包，回复"车票识别"获取完整工程文件。下期预告：《当YOLO遇上火车票——基于深度学习的票面信息提取》，咱们不见不散！