車牌識(shí)別工作原理與應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、汽車數(shù)量急劇增加，對(duì)交通控制、安全管理、收費(fèi)管理的要求也日益提高，運(yùn)用電子信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全、高效的智能交通成為交通管理的主要發(fā)展方向。車牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)作為一種計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別技術(shù)，在智能交通領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

車牌識(shí)別工作原理

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。一個(gè)完整的車牌識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)包括車輛檢測、圖像采集、車牌識(shí)別等幾部分。當(dāng)車輛檢測部分檢測到車輛到達(dá)時(shí)觸發(fā)圖像采集單元，采集當(dāng)前的視頻圖像。車牌識(shí)別單元對(duì)圖像進(jìn)行處理，定位出車牌位置，再將車牌中的字符分割出來進(jìn)行識(shí)別，最后組成車牌號(hào)碼輸出。

車輛檢測部分通常采用地感線圈或雷達(dá)，某些車牌識(shí)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。

由于道路上24小時(shí)都通車，車牌識(shí)別系統(tǒng)需要全天時(shí)、全天候工作，為保障夜間識(shí)別準(zhǔn)確率，還會(huì)配備LED頻閃燈或閃光燈來補(bǔ)光。

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

圖像采集：通過高清攝像抓拍主機(jī)對(duì)通行車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)、不間斷記錄、采集。

預(yù)處理：噪聲過濾、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)曝光以及伽馬校正、邊緣增強(qiáng)、對(duì)比度調(diào)整等。

車牌定位：在經(jīng)過圖像預(yù)處理之后的灰度圖像上進(jìn)行行列掃描，確定車牌區(qū)域。

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

字符識(shí)別：對(duì)分割后的字符進(jìn)行縮放、特征提取，與字符數(shù)據(jù)庫模板中的標(biāo)準(zhǔn)字符表達(dá)形式進(jìn)行匹配判別。

結(jié)果輸出：將車牌識(shí)別的結(jié)果以文本格式輸出。

車牌識(shí)別具體應(yīng)用

停車場及小區(qū)出入口

停車場及小區(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。

停車場及小區(qū)出入口管理單靠人工去記來往車輛的車牌號(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)備安裝在停車場的出入口就能“一勞永逸”地解決很多問題。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，為停車場及出入口的工作人員省去許多煩惱。

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(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。現(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，通過和數(shù)據(jù)庫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。

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(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)如果沒有車牌識(shí)別技術(shù)，就沒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。

在城市交通的應(yīng)用

近年來，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，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(duì)城市內(nèi)的機(jī)動(dòng)車和駕駛?cè)说牟榭亓Χ龋瑸榇驌舾黝愡`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(gè)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(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(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、交通管理等新形勢的業(yè)務(wù)需求。