Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11829
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorHasan Firdaus Mohd Zaki, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorAhmed Jazlan Haja, Ph.Den_US
dc.contributor.authorAsaad, Ahmed Abdulhakim Mohammeden_US
dc.date.accessioned2023-11-02T06:50:27Z-
dc.date.available2023-11-02T06:50:27Z-
dc.date.issued2023-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11829-
dc.description.abstractAutomatic License Plate Recognition (ALPR) has become a common study area because of its many practical applications, such as automatic toll collection and traffic law enforcement. However, most existing methods of Malaysian ALPR are not robust enough to be used in everyday situations. The lack of high-quality benchmarked datasets that accurately represent real-world complexities in Malaysian license plates (LP) and the absence of a comprehensive dataset to demonstrate system robustness is a significant limitation. In addition, the reliance on shallow techniques in the studies on Malaysian ALPR causes inefficiency of the systems, particularly in handling complicated scenarios involving different image backgrounds and variations in LP size or shape and also the non-standard LPs. This dissertation presents a robust Malaysian ALPR system based on the single-shot detector You Only Look Once (YOLO) in two stages; license plate detection (LPD) and license plate recognition (LPR). The system is designed by evaluating and optimizing different models with different dataset optimization to achieve the best speed versus accuracy trade-off in ALPR system. The models are trained using a large-scale dataset containing images from several places around Malaysia, with the addition of data augmentation techniques to make them robust under various circumstances (e.g., with variations in lighting, camera position and settings, and license plate types). A dataset augmentation has also been accomplished by systematically generating a large, controlled synthetic dataset. The purpose is to achieve a balanced dataset and ensure the robustness of the dataset in terms of variations that exist in Malaysian license plates in the form of non-standardized license plates and special license plates. Thus, this work introduces a dataset for Malaysian ALPR with more than 176,000 images from real-world scenarios and synthetically produced images covering various aspects. This dataset will be public to the research community. The name of this dataset is Malaysian Number Plate and in short (MYNO). This dataset can be used for further training and evaluation of ALPR models. A separate challenging dataset is created for testing the models. Many experiments are carried out in detail with different models, data size, number of epochs, and real and synthetic datasets. When adding the synthetic dataset, the system performed better with 97.6% mAP compared to 85.5% mAP for the only real-world dataset at the same number of epochs. The proposed system achieved a recognition rate of 98.1% mAP on a real-world dataset collected from different toll plazas around Malaysia containing comprehensive environment distinctions with over 50 thousand labeled images. The system was tested on a challenging test dataset with low visibility and an unconstrained environment, resulting in 95.96% end-to-end accuracy. The results demonstrate the significance of incorporating synthetic datasets into the training process for improved performance in ALPR systems. The inclusion of a synthetic dataset led to a substantial increase in mean average precision (mAP), with a notable improvement of 12.1% when combined with the synthetic dataset. The system showcases its effectiveness in handling diverse environmental conditions by achieving 98.1% mAP on a real-world dataset collected from various toll plazas in Malaysia. In addition, achieving an impressive end-to-end accuracy of 95.96% despite low visibility further validates the system’s performance on challenging dataset.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2023en_US
dc.rightsOWNED BY STUDENT
dc.titleRobust automatic license plate recognition (ALPR) system at low visibility using deep neural networksen_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dc.description.identityG1916043AhmedAbdulhakimMohammedAsaaden_US
dc.description.identifierThesis : Robust automatic license plate recognition (ALPR) system at low visibility using deep neural networks / by Ahmed Abdulhakim Mohammed Asaaden_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeMaster of Science (Mechatronics Engineering)en_US
dc.description.degreelevelMaster
dc.description.abstractarabicأصبح التعرف التلقائي على لوحات المركبات (ALPR) موضوعاً بحثياً شائعاً بسبب تطبيقاتها العملية الواسعة ، مثل إسهامها في نظام إنفاذ القوانين المرورية و نظام تحصيل الرسوم على الطرقات السريعة. ومع ذلك لا تزال معظم الأنظمة الحالية غير متينة بما فيه الكفاية لتتعامل مع الظروف المختلفة في الواقع العملي. يعد الافتقار إلى بيانات مرجعية عالية الجودة بحيث تمثل بدقة التعقيدات الموجودة في لوحات المركبات الماليزية (LP) قصوراً كبيرًا ، وكذلك عدم وجود بيانات شاملة تستخدم لإثبات كفاءة النظام. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاعتماد على التقنيات السطحية في الدراسات الخاصة بأنظمة ALPR في ماليزيا يسبب قصوراً في الأنظمة، لا سيما في التعامل مع السيناريوهات المعقدة التي تتضمن خلفيات صور مختلفة وتنوعات في حجم أو شكل LP وأيضًا LPs غير القياسية. هذه الدراسة تقدم نظام تعرف تلقائي على لوحات المركبات الماليزية باستخدام نظام الكشف ذو اللقطة الأحادية (YOLO) ، وذلك على مرحلتين هما الكشف عن لوحة المركبة (LPD) والتعرف على هوية اللوحة (LPR). تمت عملية تصميم هذا النظام من خلال عملية التقييم للنماذج وتحسينها باستمرار عبر التحسين والتطوير للبيانات والصور المستخدمة للوصول إلى أفضل نموذج يأخذ بعين الاعتبار أفضل مقاربة بين السرعة والدقة كونهما متضادين عند التطبيق. أُجريت عملية تدريب النماذج باستخدام مجموعة بيانات واسعة النطاق تحتوي على صور مركبات من عدة أماكن حول ماليزيا ، مع إضافة تقنيات زيادة البيانات لجعلها قادرة على التعامل مع الظروف المختلفة (على سبيل المثال ، الاختلافات في الإضاءة ، وضعية الكاميرا أو إعداداتها ، والأنواع المختلفة من اللوحات). كما تم أيضًا مضاعفة البيانات من خلال إنشاء مجموعة بيانات كبيرة مبنية بطريقة منهجية ، الغاية منها هي أن تكون البيانات المستخدمة متوازنة ومتضمنة للمتغيرات الموجودة في لوحات المركبات الماليزية مثل اللوحات الغير ممتثلة للقواعد أو اللوحات ذات التعريفات الخاصة والتي تعتبر نادرة. وبالتالي ، فإن البيانات المنشأة للنظام المقترح تحوي أكثر من 176000 صورة من صور حقيقة وصور مُصطنعة تحوي تغيرات كثيرة و مختلفة. ستكون هذه البيانات متوفرة للباحثين المهتمين بصورة عامة وأطلقنا عليها اسم أرقام اللوحات الماليزية (MYNO). يمكن الاستفادة من هذه البيانات لتدريب نماذج ALPR ، كما يمكن استخدام بيانات الاختبار الصعبة والتي هي جزء من هذه البيانات وجعلها مرجع في تقييم واختبار النماذج المصممة. لقد تم إجراء تجارب مختلفة ومفصلة لنماذج مختلفة ببيانات ذات حجم ونوع مختلف و عدد دورات تدريب مختلفة كذلك، بالإضافة لاختبار البيانات الحقيقية والاصطناعية. وجد أنه عند إضافة البيانات المركبة من الحقيقية والصناعية ، كان أداء النظام أفضل بنسبة 97.6٪ بمعيار (mAP) ، و بـ 85.5٪ للبيانات الحقيقية فقط على نفس العدد من دورات التدريب. حقق النظام المقترح معدل تعرف بنسبة 98.1٪ mAP على مجموعة البيانات الحقيقية تم جمعها من مواقع تحصيل رسوم مركبات في جميع أنحاء ماليزيا تحتوي على تغيرات بيئية واسعة مع أكثر من 50 ألف صورة. وقد تم اختبار النظام على بيانات اختبار معقدة عند رؤية منخفضة وبيئات غير مقيدة ، أسفرت عن نتيجة تمثلت بنسبة دقة كلية بـمعدل 95.96٪. توضح النتائج أهمية دمج البيانات المصطنعة في عملية التدريب لتحسين الأداء في أنظمة ALPR. أدى إدراج مجموعة البيانات الاصطناعية إلى زيادة كبيرة في متوسط الدقة (mAP) ، مع تحسن ملحوظ بنسبة 12.1٪ عند دمجها مع مجموعة البيانات المصطنعة. يُظهر النظام فعاليته في التعامل مع الظروف البيئية المتنوعة من خلال تحقيق معدل mAP بنسبة 98.1٪ على مجموعة بيانات حقيقية تم جمعها من أماكن تحصيل رسوم مركبات مختلفة في ماليزيا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تحقيق دقة عالية لنظام كلي (من البداية للنهاية) بنسبة 95.96٪ على الرغم من ضعف الرؤية ، يثبت مزيداً من فعالية أداء النظام على بيانات معقدة.en_US
dc.description.nationalityYEMENen_US
dc.description.emaila.ahmedmohammed@live.iium.edu.myen_US
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.myen_US
dc.description.funderINTERNATIONAL EDUCATIONAL SCIENTIFIC AND CULTURAL ORG
dc.description.notesThesis (MSME)--International Islamic University Malaysia, 2023.en_US
dc.description.physicaldescription1 online resource (xviii, 111 leaves) ; color illustrations.en_US
item.openairetypeMaster Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
G1916043AhmedAbdulhakimMohammedAsaad_24.pdf24 pages file3.32 MBAdobe PDFView/Open
G1916043AhmedAbdulhakimMohammedAsaad_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file17.79 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
G1916043AhmedAbdulhakimMohammedAsaad_SEC_COPYRIGHT_DECLARATION.pdf
  Restricted Access
Copyright Declaration85.62 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.