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識別流程
牌照自動識別是一項利用車輛的動態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進行牌照號碼、牌照顏色自動識別的模式識別技術(shù)。其硬件基礎(chǔ)一般包括觸發(fā)設(shè)備(監(jiān)測車輛是否進入視野)、攝像設(shè)備、照明設(shè)備、圖像采集設(shè)備、識別車牌號碼的處理機(如計算機)等，其軟件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。某些車牌識別系統(tǒng)還具有通過視頻圖像判斷是否有車的功能稱之為視頻車輛檢測。一個完整的車牌識別系統(tǒng)應(yīng)包括車輛檢測、圖像采集、車牌識別等幾部分(如圖1所示)。當(dāng)車輛檢測部分檢測到車輛到達時觸發(fā)圖像采集單元，采集當(dāng)前的視頻圖像。車牌識別單元對圖像進行處理，定位出牌照位置，再將牌照中的字符分割出來進行識別，然后組成牌照號碼輸出。
車輛檢測
車輛檢測可以采用埋地線圈檢測、紅外檢測、雷達檢測技術(shù)、視頻檢測等多種方式。采用視頻檢測可以避免破壞路面、不必附加外部檢測設(shè)備、不需矯正觸發(fā)位置、節(jié)省開支，而且更適合移動式、便攜式應(yīng)用的要求。
系統(tǒng)進行視頻車輛檢測，需要具備很高的處理速度并采用優(yōu)-秀的算法，在基本不丟幀的情況下實現(xiàn)圖像采集、處理。若處理速度慢，則導(dǎo)致丟幀，使系統(tǒng)無法檢測到行駛速度較快的車輛，同時也難以保證在有利于識別的位置開始識別處理，影響系統(tǒng)識別率。因此，將視頻車輛檢測與牌照自動識別相結(jié)合具備一定的技術(shù)難度。
號碼識別
為了進行車牌識別，需要以下幾個基本的步驟：
（1）牌照定位，定位圖片中的牌照位置;
（2）牌照字符分割，把牌照中的字符分割出來;
（3）牌照字符識別，把分割好的字符進行識別，最-終組成牌照號碼。
車牌識別過程中，牌照顏色的識別依據(jù)算法不同，可能在上述不同步驟實現(xiàn)，通常與車牌識別互相配合、互相驗證。
自然環(huán)境下，汽車圖像背景復(fù)雜、光照不均勻，如何在自然背景中準(zhǔn)-確地確定牌照區(qū)域是整個識別過程的關(guān)鍵。首先對采集到的視頻圖像進行大范圍相關(guān)搜索，找到符合汽車牌照特征的若干區(qū)域作為候選區(qū)，然后對這些侯選區(qū)域做進一步分析、評判，最-后選定一個最—佳的區(qū)域作為牌照區(qū)域，并將其從圖像中分離出來。
2牌照字符分割
完成牌照區(qū)域的定位后，再將牌照區(qū)域分割成單個字符，然后進行識別。字符分割一般采用垂直投影法。由于字符在垂直方向上的投影必然在字符間或字符內(nèi)的間隙處取得局部最—小值的附近，并且這個位置應(yīng)滿足牌照的字符書寫格式、字符、尺寸限制和一些其他條件。利用垂直投影法對復(fù)雜環(huán)境下的汽車圖像中的字符分割有較好的效果。
3牌照字符識別
方法主要有基于模板匹配算法和基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法?；谀０迤ヅ渌惴ㄊ紫葘⒎指詈蟮淖址祷⑵涑叽绱笮】s放為字符數(shù)據(jù)庫中模板的大小，然后與所有的模板進行匹配，選擇最—佳匹配作為結(jié)果。基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法有兩種：一種是先對字符進行特征提取，然后用所獲得特征來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分配器;另一種方法是直接把圖像輸入網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)自動實現(xiàn)特征提取直至識別出結(jié)果。
實際應(yīng)用中，車牌識別系統(tǒng)的識別率還與牌照質(zhì)量和拍攝質(zhì)量密切相關(guān)。牌照質(zhì)量會受到各種因素的影響，如生銹、污損、油漆剝落、字體褪色、牌照被遮擋、牌照傾斜、高亮反光、多牌照、假牌照等等;實際拍攝過程也會受到環(huán)境亮度、拍攝方式、車輛速度等等因素的影響。這些影響因素不同程度上降低了車牌識別的識別率，也正是車牌識別系統(tǒng)的困難和挑戰(zhàn)所在。為了提高識別率，除了不斷地完善識別算法還應(yīng)該想辦法克服各種光照條件，使采集到的圖像最利于識別。
車牌識別系統(tǒng)原理圖
車牌識別云臺攝像機通過光抑—制屏蔽，電子快門調(diào)節(jié)，寬動態(tài)功能等來實現(xiàn)抓拍車牌：
強光屏蔽：在低照度彩色攝像機的基礎(chǔ)上，通過軟件的功能，把圖像中最亮的部分遮擋。在交通監(jiān)控中，一般可將大燈的強光遮擋，從而將車牌較清晰的抓拍下來。但是這款攝像機最—大的缺點就是軟件分辨不清，對于圖像最亮部分界定不清，有可能將車牌號碼也遮擋，同時無法處理高速運動物體的抓拍。目前國產(chǎn)攝像機在強光屏蔽方面做的比較多，效果各方反映不一。
可調(diào)電子快門：對于高速運動的物體抓拍(高速公路上的汽車車速一般都在70KM/小時以上)，可以通過降低電子快門速度來實現(xiàn)清晰抓拍，一般都是通過手動方式調(diào)整。但是這種方式最—大的問題就是白天、晚上的照度不一樣，必需設(shè)置2個快門速度來分別適應(yīng)白天和晚上的監(jiān)控。
寬動態(tài)功能：這是解決車燈對于抓拍影響的最—好的辦法，寬動態(tài)最早是松下公司提出來的。當(dāng)背景光過亮?xí)r，普通攝像機無法很好的解決明暗圖像的顯示問題。
作為智能交通領(lǐng)域確定車輛身份的最—重要手段，車牌識別技術(shù)為實現(xiàn)交通的智能管理發(fā)揮了很大作用，在各項工作中都有車牌識別技術(shù)的滲透。
一監(jiān)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(yīng)用系統(tǒng)中，車牌識別設(shè)備安裝于指—定的路口、卡口或由執(zhí)法人員隨時攜帶按需要放置，系統(tǒng)將識讀所有通過車輛的牌照號碼并與系統(tǒng)中的“黑名單”比對，一旦發(fā)現(xiàn)指—定車輛立刻發(fā)出報警信息。系統(tǒng)可以全天不間斷工作、不會疲勞、錯誤率極—低;可以適應(yīng)高速行駛的車輛;可以在車輛行使過程中完成任務(wù)不影響正常交通;整個監(jiān)視過程中司機也不會覺察、保密性高。應(yīng)用這種系統(tǒng)將極—大地提高執(zhí)法效率。
二超速違章處罰
車牌識別技術(shù)結(jié)合測速設(shè)備可以用于車輛超速違章處罰，一般用于高速公路。具體應(yīng)用是：在路上設(shè)置測速監(jiān)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(fā)往各出口;在各出口設(shè)置處罰點，用車牌識別設(shè)備識別通過車輛并將號碼與已經(jīng)收到的超速車輛的號碼比對，一旦號碼相同即啟動警示設(shè)備通知執(zhí)法人員處理。與傳統(tǒng)的超速監(jiān)測方式相比，這種應(yīng)用可以節(jié)省警力，降低執(zhí)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(fā)的事故。
三車輛出入管理
將車牌識別設(shè)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(shè)備結(jié)合，實現(xiàn)車輛的自動管理。應(yīng)用于停車場可以實現(xiàn)自動計時收費，也可以自動計算可用車位數(shù)量并給出提示，實現(xiàn)停車收費自動管理節(jié)省人力、提高—效率。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)部車輛實現(xiàn)自動計時收費。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(tǒng)采用了車牌識別技術(shù)，達到不停車、免取卡，有效提高車輛出入通行效率。
將指—定的牌照信息輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)自動地識讀經(jīng)過車輛的牌照并查詢內(nèi)部數(shù)據(jù)庫。對于需要自動放行的車輛系統(tǒng)驅(qū)動電子門或欄桿機讓其通過，對于其它車輛系統(tǒng)會給出警示，由值勤人員處理?？捎糜谔厥鈫挝?如軍事管理區(qū)、保密單位、重點保護單位等)、路橋收費卡口、高—級住宅區(qū)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(shè)備，車輛駛?cè)霑r識別車輛牌照將入口資料存入收費系統(tǒng)，車輛到達出口時再次識別其牌照并根據(jù)牌照信息調(diào)用入口資料，結(jié)合出入口資料實現(xiàn)收費管理。這種應(yīng)用可以實現(xiàn)自動計費并可防止作—弊，避免了應(yīng)收款的流失。
高速公路已開始實施聯(lián)網(wǎng)收費，隨著聯(lián)網(wǎng)范圍的擴大，不同車型的收費差額也越來越高，司機利用現(xiàn)有收費系統(tǒng)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(shù)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(tǒng)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(shù)。安裝車牌識別設(shè)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(tǒng)根據(jù)這些結(jié)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(jiān)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(tǒng)，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(tǒng)、道路監(jiān)控系統(tǒng)等。
車牌識別停車場管理系統(tǒng)將攝像機在入口拍攝的車輛車牌號碼圖象自動識別并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。做到一卡一車，車牌識別的優(yōu)勢在于可以把卡和車對應(yīng)起來，使管理提高一個檔次，卡和車的對應(yīng)的優(yōu)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(yè)管理的效益;同時自動比對進出車輛，防止偷盜事件的發(fā)生。升級后的攝像系統(tǒng)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(jù)。方便了管理人員在車輛出場時進行比對，大大增強了系統(tǒng)的安全性。
八車牌識別應(yīng)用前景廣闊
隨著停車場管理系統(tǒng)的不斷發(fā)展，車牌識別技術(shù)也開始應(yīng)用于停車場。不過據(jù)調(diào)—查發(fā)現(xiàn)，由于國內(nèi)只有幾家企業(yè)專門開發(fā)針對停車場的車牌識別技術(shù)，因此目前很多停車場使用的車牌識別技術(shù)大多是從早期車牌識別技術(shù)照搬過來，而兩者在識別環(huán)境、識別角度、燈光環(huán)境、車輛行駛速度等方面的較大差異，也導(dǎo)致這些車牌識別系統(tǒng)大多都出現(xiàn)了“水土不服”的現(xiàn)象。對此不少停車場呼吁“私人訂制”的車牌識別系統(tǒng)。
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