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車牌自動識別

車牌自動識別

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2018-5-25     瀏覽次數:    


  詳解車牌識別算法工作流程及其在不同領域中的應用

汽車牌照號碼是車輛的唯一“身份”標識,牌照自動識別技術可以在汽車不作任何改動的情況下實現汽車“身份”的自動登記及驗證,車牌識別,這項技術已經應用于公路收費、停車管理、稱重系統、交通誘導、交通執法、公路稽查、車輛調度、車輛檢測等各種場合。

車牌識別是利用車輛的動態視頻或靜態圖像進行車牌號碼、車牌顏色自動識別的模式識別技術。技術的核心包括車牌定位算法、車牌字符分割算法和光學字符識別算法等。該技術常用于停車場及小區出入口、高速公路收費站、公路卡口和城市交通。

一、車牌識別技術工作原理

(一)車輛檢測:可采用埋地線圈檢測、紅外檢測、雷達檢測技術、視頻檢測等多種方式感知車輛的經過,并觸發圖像采集抓拍。

(二)圖像采集:通過高清攝像抓拍主機對通行車輛進行實時、不間斷記錄、采集。

(三)預處理:噪聲過濾、自動白平衡、自動曝光以及伽馬校正、邊緣增強、對比度調整等。

(四)車牌定位:在經過圖像預處理之后的灰度圖像上進行行列掃描,確定車牌區域。

(五)字符分割:在圖像中定位出車牌區域后,通過灰度化、二值化等處理,精確定位字符區域,然后根據字符尺寸特征進行字符分割。

(六)字符識別:對分割后的字符進行縮放、特征提取,與字符數據庫模板中的標準字符表達形式進行匹配判別。

(七)結果輸出:將車牌識別的結果以文本格式輸出。

二、車牌識別技術工作流程

車牌識別系統采用高度模塊化的設計,將車牌識別過程的各個環節各自作為一個獨立的模塊。

(一)車輛檢測跟蹤模塊

車輛檢測跟蹤模塊主要對視頻流進行分析,判斷其中車輛的位置,對圖像中的車輛進行跟蹤,并在車輛位置最佳時刻,記錄該車輛的特寫圖片,由于加入了跟蹤模塊,系統能夠很好地克服各種外界的干擾,使得到更加合理的識別結果,可以檢測無牌車輛并輸出結果。

(二)車牌定位模塊

車牌定位模塊是一個十分重要的環節,是后續環節的基礎,其準確性對整體系統性能的影響巨大。車牌系統完全摒棄了以往的算法思路,實現了一種完全基于學習的多種特征融合的車牌定位新算法,適用于各種復雜的背景環境和不同的攝像角度。

(三)車牌矯正及精定位模塊

由于受拍攝條件的限制,圖像中的車牌總不可避免存在一定的傾斜,需要一個矯正和精定位環節來進一步提高車牌圖像的質量,為切分和識別模塊做準備。使用精心設計的快速圖像處理濾波器,不僅計算快速,而且利用的是車牌的整體信息,避免了局部噪聲帶來的影響。使用該算法的另一個優點就是通過對多個中間結果的分析還可以對車牌進行精定位,進一步減少非車牌區域的影響。

(四)車牌切分模塊

車牌系統的車牌切分模塊利用了車牌文字的灰度、顏色、邊緣分布等各種特征,能較好地抑制車牌周圍其他噪聲的影響,并能容忍一定傾斜角度的車牌。這一算法有利于類似移動式稽查這種車牌圖像噪聲較大的應用。

(五)車牌識別模塊

在車牌識別系統中,通常采用多種識別模型相結合的方法來進行車牌識別,構建一種層次化的字符識別流程,可有效地提高字符識別的正確率。另一方面,在字符識別之前,使用計算機智能算法對字符圖像進行前期處理,不僅可盡可能保留圖像信息,而且可提高圖像質量,提高相似字符的可區分性,保證字符識別的可靠性。

(六)車牌識別結果決策模塊

識別結果決策模塊,具體地說,決策模塊利用一個車牌經過視野的過程留下的歷史記錄,對識別結果進行智能化的決策。其通過計算觀測幀數、識別結果穩定性、軌跡穩定性、速度穩定性、平均可信度和相似度等度量值得到該車牌的綜合可信度評價,從而決定是繼續跟蹤該車牌,還是輸出識別結果,或是拒絕該結果。這種方法綜合利用了所有幀的信息,減少了以往基于單幅圖像的識別算法所帶來的偶然性錯誤,大大提高了系統的識別率和識別結果的正確性和可靠性。

(七)車牌跟蹤模塊

車牌跟蹤模塊記錄下車輛行駛過程中每一幀中該車車牌的位置以及外觀、識別結果、可信度等各種歷史信息。由于車牌跟蹤模塊采用了具有一定容錯能力的運動模型和更新模型,車牌識別系統,使得那些被短時間遮擋或瞬間模糊的車牌仍能被正確地跟蹤和預測,最終只輸出一個識別結果。

三、車牌識別應用方式

汽車牌照號碼是車輛的唯一“身份”標識,牌照自動識別技術可以在汽車不作任何改動的情況下實現汽車“身份”的自動登記及驗證,這項技術已經應用于公路收費、停車管理、稱重系統、交通誘導、交通執法、公路稽查、車輛調度、車輛檢測等各種場合。

(一)監測報警

對于納入“黑名單”的車輛,例如:被通緝或掛失的車輛、欠交費車輛、未年檢車輛、肇事逃逸及違章車輛等,只需將其車牌號碼輸入到應用系統中,車牌識別設備安裝于指定的路口、卡口或由執法人員隨時攜帶按需要放置,系統將識讀所有通過車輛的牌照號碼并與系統中的“黑名單”比對,一旦發現指定車輛立刻發出報警信息。系統可以全天不間斷工作、不會疲勞、錯誤率極低;可以適應高速行駛的車輛;可以在車輛行使過程中完成任務不影響正常交通;整個監視過程中司機也不會覺察、保密性高。應用這種系統將極大地提高執法效率。

(二)超速違章處罰

車牌識別技術結合測速設備可以用于車輛超速違章處罰,一般用于高速公路。具體應用是:在路上設置測速監測點,抓拍超速的車輛并識別車牌號碼,將違章車輛的牌照號碼及圖片發往各出口;在各出口設置處罰點,用車牌識別設備識別通過車輛并將號碼與已經收到的超速車輛的號碼比對,一旦號碼相同即啟動警示設備通知執法人員處理。與傳統的超速監測方式相比,這種應用可以節省警力,降低執法人員的工作強度,而且安全、高效、隱蔽,司機需時刻提醒自己不能超速,極大地減少了因超速引發的事故。

(三)車輛出入管理

將車牌識別設備安裝于出入口,記錄車輛的牌照號碼、出入時間,并與自動門、欄桿機的控制設備結合,實現車輛的自動管理。應用于停車場可以實現自動計時收費,也可以自動計算可用車位數量并給出提示,實現停車收費自動管理節省人力、提高效率。應用于智能小區可以自動判別駛入車輛是否屬于本小區,對非內部車輛實現自動計時收費。在一些單位這種應用還可以同車輛調度系統相結合,自動地、客觀地記錄本單位車輛的出車情況,H3智在通行管理系統采用了車牌識別技術,達到不停車、免取卡,有效提高車輛出入通行效率。

(四)自動放行

將指定的牌照信息輸入系統,系統自動地識讀經過車輛的牌照并查詢內部數據庫。對于需要自動放行的車輛系統驅動電子門或欄桿機讓其通過,對于其它車輛系統會給出警示,由值勤人員處理??捎糜谔厥鈫挝唬ㄈ畿娛鹿芾韰^、保密單位、重點保護單位等)、路橋收費卡口、高級住宅區等。

(五)高速公路收費管理

在高速路的各個出入口安裝車牌識別設備,車輛駛入時識別車輛牌照將入口資料存入收費系統,車輛到達出口時再次識別其牌照并根據牌照信息調用入口資料,結合出入口資料實現收費管理。這種應用可以實現自動計費并可防止作弊,避免了應收款的流失。

高速公路已開始實施聯網收費,隨著聯網范圍的擴大,不同車型的收費差額也越來越高,司機利用現有收費系統的漏洞通過中途換卡進行逃費的問題將越來越突出,利用車牌識別技術是解決此類問題的根本方法。

(六)計算車輛旅行時間

在交通管理系統中可以將車輛在某條道路的平均旅行時間作為判斷該道路擁堵狀況的一個參數。安裝車牌識別設備于道路的起止點,識讀所有通過車輛并將牌照號碼傳回交通指揮中心,指揮中心的管理系統根據這些結果就可計算出車輛平均旅行時間。

(七)牌照號碼自動登記

交通監管部門每天都要處理大量的違章車輛圖片,一般由人工辨識車牌號碼再輸入管理系統,這種方式工作量大、容易疲勞誤判。采用自動識別可以減少工作強度能夠大幅度提高處理速度和效率。這種功能可用于電子警察系統、道路監控系統等。

車牌識別停車場管理系統將攝像機在入口拍攝的車輛車牌號碼圖象自動識別并轉換成數字信號。做到一卡一車,車牌識別的優勢在于可以把卡和車對應起來,使管理提高一個檔次,卡和車的對應的優點在于長租卡須和車配合使用,杜絕一卡多車使用的漏洞,提高物業管理的效益;同時自動比對進出車輛,防止偷盜事件的發生。升級后的攝像系統可以采集更清晰的圖片,作為檔案保存,可以為一些糾紛提供有力的證據。方便了管理人員在車輛出場時進行比對,大大增強了系統的安全性。

汽車牌照自動識別技術是一項利用車輛的動態視頻或靜態圖像進行牌照號碼、牌照顏色自動識別的模式識別技術。通過對圖像的采集和處理,完成車牌自動識別功能,能從一幅圖像中自動提取車牌圖像,自動分割字符,進而對字符進行識別.其硬件基礎一般包括觸發設備(監測車輛是否進入視野)、攝像設備、照明設備、圖像采集設備、識別車牌號碼的處理機(如計算機)等。

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