1 绪论

随着当今社会对物流需求的提高，使用集装箱进行货物的运输已经变得越来越普遍。集 装箱易于运输，并且也非常方便进行转运。在港口自动化管理中，集装箱箱号的自动识别是 非常重要的一部分。目前，大多数的港口仍然采用人工登记的方法来记录集装箱箱号，不但 需要花费额外的成本来招聘登记箱号的人员，而且后期录入系统也需要花费额外的人力和财 力。除此之外，集装箱可能存在破损和生锈等问题，通过人工观察集装一侧可能无法得出完 整的结果，登记人员必须前往其他侧面进行观测，这将降低了港口管理的效率。随着计算机 模式识别技术的日趋成熟，使得开发用于港口识别集装箱箱号的系统成为可能，这将大大地 提高港口的运输效率。

自然场景下的集装箱箱号识别系统主要由三大模块组成，分别是预处理模块、识别模块 以及后处理模块。在预处理阶段，主要的工作是对输入图像进行二值化处理并且进行字符区 域的确定和切割，可供选择的阈值提取方法有：1）Otsu；2）最大熵法；3）迭代法；4）自 适应阈值法；5）基本全局阈值法。在识别模块，主要对上一阶段切割的字符进行识别，较好 的方法有：1）k 邻近算法（kNN）；2）卷积神经网络(cNN)。在识别完成之后，得到的结果 可能并不是完全正确的，或者由于噪声、杂质等的影响，可能出现多个结果。因此，需要后 处理模块来针对集装箱箱号的一些自身特征进行语义分析来评估和筛选，并最终获得正确的 结果。

集装箱箱号识别系统不仅需要较高的准确率，并且也要有较高的速度性能，能够在可以 接受的较短的时间内完成识别。只有速度足够快，才能凸显识别系统与人工登记相比较的巨 大优势。 在性能提升方面，除了改进识别的算法以外，也可以采用一些提升程序运行速度的 关键技术，比如多核芯编程、hadoop 分布式计算、CUDA 等等。

1。1  集装箱号命名校验规则简介

集装箱是一种有一定强度、刚度和规格，专供周转使用的大型装货容器。为了更加方便 和高效的管理集装箱，国际标准化组织(ISO)在 1995 年颁布了集装箱以及集装箱箱号的标准

（ISO 6346）。在 ISO 6346 中规定，集装箱箱号由 11 位数字和字母组成。箱号的前三位由 字母组成，表示集装箱拥有者的编码；第四位字母表示设备种类标识符；第五位到第十位由 数字组成；最后一位是校验位，由之前十位进行运算所得。集装箱拥有者代码由三位大写字 母组成，必须是唯一的，并且在 BIC(Breau International des Conteneurs)或者其附属国家的注 册组织进行注册。设备种类标识符有三种，分别是‘U’、‘J’、‘Z’，分别代表所有船

货集装箱类、可拆分集装箱相关设备类、拖车类。 集装箱箱号校验规则：

集装箱箱号的每个字母和数字都有一个对应的运算值，0-9 和 A-Z 依次对应 0-38，在 0-38 中，11、22、33 能被 11 整除，因此需要跳过。将前十位的第 N 个箱号对应值分别乘以 2 的 N-1 次方求和，将所得的值对 11 取模得到的就是验证位的值。计算公式见公式（1）。

如果 x11 的结果为 10，则认为 x11 为 0。

1。2 数字图像处理

数字图像处理是计算机视觉、模式识别等领域重要的组成部分。数字图像处理主要通过 计算机对数字图像进行降噪、滤波、变形、特征提取、二值化等等处理。其中，降噪、二值 化是最常用的处理方法，其他经常使用的处理方法有：边缘检测、纹理提取等。

1。2。1