車牌識(shí)別是利用車輛的動(dòng)態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進(jìn)行車牌號(hào)碼、車牌顏色自動(dòng)識(shí)別的模式識(shí)別技術(shù)。技術(shù)的核心包括車牌定位算法、車牌字符分割算法和光學(xué)字符識(shí)別算法等。該技術(shù)常用于停車場(chǎng)及小區(qū)出入口、高速公路收費(fèi)站、公路卡口和城市交通。
車牌識(shí)別框架流程
車牌識(shí)別系統(tǒng)采用高度模塊化的設(shè)計(jì)，將車牌識(shí)別過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)各自作為一個(gè)獨(dú)立的模塊，其系統(tǒng)框架如下所示。
一、車輛檢測(cè)跟蹤模塊
車輛檢測(cè)跟蹤模塊主要對(duì)視頻流進(jìn)行分析，判斷其中車輛的位置，對(duì)圖像中的車輛進(jìn)行跟蹤，并在車輛位置最佳時(shí)刻，記錄該車輛的特寫圖片，由于加入了跟蹤模塊，系統(tǒng)能夠很好地克服各種外界的干擾，使得到更加合理的識(shí)別結(jié)果，可以檢測(cè)無(wú)牌車輛并輸出結(jié)果。
二、車牌定位模塊
車牌定位模塊是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，是后續(xù)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，其準(zhǔn)確性對(duì)整體系統(tǒng)性能的影響巨大。車牌系統(tǒng)完全摒棄了以往的算法思路，實(shí)現(xiàn)了一種完全基于學(xué)習(xí)的多種特征融合的車牌定位新算法，適用于各種復(fù)雜的背景環(huán)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(gè)矯正和精定位環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)一步提高車牌圖像的質(zhì)量，為切分和識(shí)別模塊做準(zhǔn)備。使用精心設(shè)計(jì)的快速圖像處理濾波器，不僅計(jì)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(lái)的影響。使用該算法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是通過(guò)對(duì)多個(gè)中間結(jié)果的分析還可以對(duì)車牌進(jìn)行精定位，進(jìn)一步減少非車牌區(qū)域的影響。
四、車牌切分模塊
車牌系統(tǒng)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(dòng)式稽查這種車牌圖像噪聲較大的應(yīng)用。
五、車牌識(shí)別模塊
在車牌識(shí)別系統(tǒng)中，通常采用多種識(shí)別模型相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行車牌識(shí)別，構(gòu)建一種層次化的字符識(shí)別流程，可有效地提高字符識(shí)別的正確率。另一方面，在字符識(shí)別之前，使用計(jì)算機(jī)智能算法對(duì)字符圖像進(jìn)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(zhì)量，提高相似字符的可區(qū)分性，保證字符識(shí)別的可靠性。
六、車牌識(shí)別結(jié)果決策模塊
識(shí)別結(jié)果決策模塊，具體地說(shuō)，決策模塊利用一個(gè)車牌經(jīng)過(guò)視野的過(guò)程留下的歷史記錄，對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行智能化的決策。其通過(guò)計(jì)算觀測(cè)幀數(shù)、識(shí)別結(jié)果穩(wěn)定性、軌跡穩(wěn)定性、速度穩(wěn)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(píng)價(jià)，從而決定是繼續(xù)跟蹤該車牌，還是輸出識(shí)別結(jié)果，或是拒絕該結(jié)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(shí)別算法所帶來(lái)的偶然性錯(cuò)誤，大大提高了系統(tǒng)的識(shí)別率和識(shí)別結(jié)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(guò)程中每一幀中該車車牌的位置以及外觀、識(shí)別結(jié)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(cuò)能力的運(yùn)動(dòng)模型和更新模型，使得那些被短時(shí)間遮擋或瞬間模糊的車牌仍能被正確地跟蹤和預(yù)測(cè)，最終只輸出一個(gè)識(shí)別結(jié)果。
八、在線學(xué)習(xí)模塊
在以上各個(gè)模塊中，使用了大量基于學(xué)習(xí)的算法，系統(tǒng)特別添加在線學(xué)習(xí)模塊，采用最新的反饋型學(xué)習(xí)模型，利用決策模塊和跟蹤模塊得到的車牌質(zhì)量、車輛軌跡、速度等反饋信息，智能化地更新一些算法參數(shù)，使得系統(tǒng)能快速適應(yīng)新的應(yīng)用環(huán)境。該算法作為已有算法的一個(gè)有力補(bǔ)充，將進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。
車牌識(shí)別應(yīng)用分析
一、停車場(chǎng)及小區(qū)出入口
停車場(chǎng)及小區(qū)出入口車牌識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，主要用于記錄車輛的牌照號(hào)碼、車牌顏色、出入時(shí)間，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)管理，以便節(jié)省人力、提高效率;例如應(yīng)用于智能小區(qū)可以自動(dòng)判別駛?cè)胲囕v是否屬于本小區(qū)，對(duì)非內(nèi)部車輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)時(shí)收費(fèi)。在一些單位這種應(yīng)用還可以同車輛調(diào)度系統(tǒng)相結(jié)合，自動(dòng)、客觀地記錄本單位車輛的出車情況。
停車場(chǎng)及小區(qū)出入口管理單靠人工去記來(lái)往車輛的車牌號(hào)碼和?？繒r(shí)間是非常困難的，不但會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，還需投入大量人力。一個(gè)小小的車牌識(shí)別設(shè)備安裝在停車場(chǎng)的出入口就能“一勞永逸”地解決很多問(wèn)題。對(duì)于車牌被遮擋、掉漆斷裂、模糊不清等也能夠分析識(shí)別，為停車場(chǎng)及出入口的工作人員省去許多煩惱。
二、高速公路收費(fèi)站
目前，我國(guó)的高速公路建設(shè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，高速公路四通八達(dá)，每個(gè)出口均設(shè)有收費(fèi)站，一方面便于收費(fèi)管理，另一方面也可協(xié)助交警對(duì)高速公路上的交通進(jìn)行規(guī)范管理。高速公路收費(fèi)站出入口車牌識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，可以極大地方便交警識(shí)別違規(guī)行駛車輛的號(hào)牌信息，對(duì)一些違法車輛進(jìn)行有效的管理和抓捕。
收費(fèi)站卡口一般設(shè)在露天環(huán)境中，再加上一些車輛行駛較快，因而對(duì)車牌識(shí)別技術(shù)的要求很高。傳統(tǒng)的車牌識(shí)別是針對(duì)160P像素的車牌進(jìn)行識(shí)別，有效的圖像范圍小，車牌漏識(shí)率高，不能滿足收費(fèi)站卡口的時(shí)代需求?，F(xiàn)在高清車牌識(shí)別的應(yīng)用解決了以前車牌識(shí)別率低的問(wèn)題，從而為公安和交警的執(zhí)法提供了可靠的依據(jù)。
在收費(fèi)站出入口安裝車牌識(shí)別系統(tǒng)，當(dāng)有車輛駛?cè)霑r(shí)系統(tǒng)識(shí)別車輛牌照并將識(shí)別到的車牌信息發(fā)送到指定的中心管理服務(wù)器上，通過(guò)和數(shù)據(jù)庫(kù)中的盜搶可疑車輛的車牌信息進(jìn)行對(duì)比便可判斷出駛?cè)敫咚俟肥召M(fèi)站出入口的車輛是否是盜搶可疑車輛，可極大地避免違法犯罪事故的發(fā)生并對(duì)已發(fā)生的事件提供破案參考信息。
三、在公路卡口中的應(yīng)用
伴隨著我國(guó)公路里程建設(shè)的增加，人民生活水平的整體提高，現(xiàn)在買車的人越來(lái)越多，給公路造成各種各樣的違法問(wèn)題。車牌識(shí)別技術(shù)作為車輛違法處罰的必要依據(jù)，可以對(duì)視頻中車輛號(hào)牌進(jìn)行自動(dòng)的檢測(cè)識(shí)別，其中最為典型的就是治安卡口系統(tǒng)，該系統(tǒng)如果沒(méi)有車牌識(shí)別技術(shù)，就沒(méi)有真正意義上的智能化。一個(gè)完善的治安卡口管理系統(tǒng)應(yīng)該具備車牌自動(dòng)識(shí)別、卡口應(yīng)用系統(tǒng)和中心管理平臺(tái)三個(gè)主要功能。車牌識(shí)別是其中最為重要的一部分，車牌識(shí)別的優(yōu)劣直接影響了卡口系統(tǒng)的整體性能，而識(shí)別速度是其最為重要的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)。識(shí)別速度快，系統(tǒng)需要占用的系統(tǒng)資源就少、人工介入的可能性就小，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)也相應(yīng)減小。識(shí)別車牌速度快、準(zhǔn)確，車牌識(shí)別系統(tǒng)才能有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)比對(duì)報(bào)警，避免出現(xiàn)大量的誤報(bào)?？梢詾榉辣I搶車輛、套牌車輛，非法搶劫車輛等犯罪破案提供有力可靠的破案信息。
四、在城市交通的應(yīng)用
近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車數(shù)量的迅速增長(zhǎng)，公路運(yùn)輸變得越來(lái)越繁忙。交通管理現(xiàn)狀和需求的矛盾進(jìn)一步加劇，與交通相關(guān)的刑事和治安案件也逐年上升。在此情況下，如何利用先進(jìn)的科技手段，增強(qiáng)公安管理部門對(duì)城市內(nèi)的機(jī)動(dòng)車和駕駛?cè)说牟榭亓Χ?，為打擊各類違法犯罪行為提供科技手段，是公安交通管理部門急需解決的問(wèn)題。
為有效遏制城市內(nèi)車輛闖紅燈違章行為，現(xiàn)在城市內(nèi)各個(gè)路口都在大力安裝卡口式的闖紅燈違法行為的檢測(cè)系統(tǒng)，而此系統(tǒng)最重要的組成部分就是車牌識(shí)別模塊，車牌識(shí)別系統(tǒng)主要是確定違法車輛的信息，通過(guò)抓拍所有車輛的車牌信息并和公安網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)分析哪些車輛是可疑車輛，減少違法行為的同時(shí)也可以控制、減少道路交通事故，應(yīng)用道路監(jiān)控設(shè)備結(jié)合現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成道路監(jiān)控智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，更好地提升道路動(dòng)態(tài)管理/控制和滿足治安、刑偵、交通管理等新形勢(shì)的業(yè)務(wù)需求。
（轉(zhuǎn)載）
