車牌識別是利用車輛的動態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進(jìn)行車牌號碼、車牌顏色自動識別的模式識別技術(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)字符識別算法等。該技術(shù)常用于停車場及小區(qū)出入口、高速公路收費(fèi)站、公路卡口和城市交通。
車牌識別框架流程
車牌識別系統(tǒng)采用高度模塊化的設(shè)計，將車牌識別過程的各個環(huán)節(jié)各自作為一個獨(dú)立的模塊，其系統(tǒng)框架如下所示。
一、車輛檢測跟蹤模塊
車輛檢測跟蹤模塊主要對視頻流進(jìn)行分析，判斷其中車輛的位置，對圖像中的車輛進(jìn)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(tǒng)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(jié)果，可以檢測無牌車輛并輸出結(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，需要一個矯正和精定位環(huán)節(jié)來進(jìn)一步提高車牌圖像的質(zhì)量，為切分和識別模塊做準(zhǔn)備。使用精心設(shè)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(yōu)點(diǎn)就是通過對多個中間結(jié)果的分析還可以對車牌進(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式稽查這種車牌圖像噪聲較大的應(yīng)用。
五、車牌識別模塊
在車牌識別系統(tǒng)中，通常采用多種識別模型相結(jié)合的方法來進(jìn)行車牌識別，構(gòu)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(jī)智能算法對字符圖像進(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，保證字符識別的可靠性。
六、車牌識別結(jié)果決策模塊
識別結(jié)果決策模塊，具體地說，決策模塊利用一個車牌經(jīng)過視野的過程留下的歷史記錄，對識別結(jié)果進(jìn)行智能化的決策。其通過計算觀測幀數(shù)、識別結(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價，從而決定是繼續(xù)跟蹤該車牌，還是輸出識別結(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別算法所帶來的偶然性錯誤，大大提高了系統(tǒng)的識別率和識別結(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程中每一幀中該車車牌的位置以及外觀、識別結(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能力的運(yùn)動模型和更新模型，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(yù)測，最終只輸出一個識別結(jié)果。
八、在線學(xué)習(xí)模塊
在以上各個模塊中，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有力補(bǔ)充，將進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。
車牌識別應(yīng)用分析
一、停車場及小區(qū)出入口
停車場及小區(qū)出入口車牌識別技術(shù)的應(yīng)用，主要用于記錄車輛的牌照號碼、車牌顏色、出入時間，實(shí)現(xiàn)車輛的自動管理，以便節(jié)省人力、提高效率;例如應(yīng)用于智能小區(qū)可以自動判別駛?cè)胲囕v是否屬于本小區(qū)，對非內(nèi)部車輛實(shí)現(xiàn)自動計時收費(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、客觀地記錄本單位車輛的出車情況。
停車場及小區(qū)出入口管理單靠人工去記來往車輛的車牌號碼和?？繒r間是非常困難的，不但會出現(xiàn)錯誤，還需投入大量人力。一個小小的車牌識別設(shè)備安裝在停車場的出入口就能“一勞永逸”地解決很多問題。對于車牌被遮擋、掉漆斷裂、模糊不清等也能夠分析識別，為停車場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)站出入口車牌識別技術(shù)的應(yīng)用，可以極大地方便交警識別違規(guī)行駛車輛的號牌信息，對一些違法車輛進(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，因而對車牌識別技術(shù)的要求很高。傳統(tǒng)的車牌識別是針對160P像素的車牌進(jìn)行識別，有效的圖像范圍小，車牌漏識率高，不能滿足收費(fèi)站卡口的時代需求?，F(xiàn)在高清車牌識別的應(yīng)用解決了以前車牌識別率低的問題，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別系統(tǒng)，當(dāng)有車輛駛?cè)霑r系統(tǒng)識別車輛牌照并將識別到的車牌信息發(fā)送到指定的中心管理服務(wù)器上，通過和數(shù)據(jù)庫中的盜搶可疑車輛的車牌信息進(jìn)行對比便可判斷出駛?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)在買車的人越來越多，給公路造成各種各樣的違法問題。車牌識別技術(shù)作為車輛違法處罰的必要依據(jù)，可以對視頻中車輛號牌進(jìn)行自動的檢測識別，其中最為典型的就是治安卡口系統(tǒng)，該系統(tǒng)如果沒有車牌識別技術(shù)，就沒有真正意義上的智能化。一個完善的治安卡口管理系統(tǒng)應(yīng)該具備車牌自動識別、卡口應(yīng)用系統(tǒng)和中心管理平臺三個主要功能。車牌識別是其中最為重要的一部分，車牌識別的優(yōu)劣直接影響了卡口系統(tǒng)的整體性能，而識別速度是其最為重要的一個技術(shù)指標(biāo)。識別速度快，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。識別車牌速度快、準(zhǔn)確，車牌識別系統(tǒng)才能有效地實(shí)現(xiàn)自動比對報警，避免出現(xiàn)大量的誤報?？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，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動車數(shù)量的迅速增長，公路運(yùn)輸變得越來越繁忙。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)公安管理部門對城市內(nèi)的機(jī)動車和駕駛?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)各個路口都在大力安裝卡口式的闖紅燈違法行為的檢測系統(tǒng)，而此系統(tǒng)最重要的組成部分就是車牌識別模塊，車牌識別系統(tǒng)主要是確定違法車輛的信息，通過抓拍所有車輛的車牌信息并和公安網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對分析哪些車輛是可疑車輛，減少違法行為的同時也可以控制、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)，更好地提升道路動態(tài)管理/控制和滿足治安、刑偵、交通管理等新形勢的業(yè)務(wù)需求。
（轉(zhuǎn)載）
