車(chē)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(chē)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(chē)牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)作為一種計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(chē)牌識(shí)別工作原理

車(chē)牌識(shí)別是利用車(chē)輛的動(dòng)態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進(jìn)行車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)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(chē)牌定位算法、車(chē)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(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)包括車(chē)輛檢測(cè)、圖像采集、車(chē)牌識(shí)別等幾部分。當(dāng)車(chē)輛檢測(cè)部分檢測(cè)到車(chē)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(chē)牌識(shí)別單元對(duì)圖像進(jìn)行處理，定位出車(chē)牌位置，再將車(chē)牌中的字符分割出來(lái)進(jìn)行識(shí)別，最后組成車(chē)牌號(hào)碼輸出。

車(chē)輛檢測(cè)部分通常采用地感線(xiàn)圈或雷達(dá)，某些車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)還具有通過(guò)視頻圖像判斷是否有車(chē)的功能，稱(chēng)之為視頻車(chē)輛檢測(cè)。

由于道路上24小時(shí)都通車(chē)，車(chē)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(lái)補(bǔ)光。

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

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

預(yù)處理：噪聲過(guò)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(chē)牌定位：在經(jīng)過(guò)圖像預(yù)處理之后的灰度圖像上進(jìn)行行列掃描，確定車(chē)牌區(qū)域。

字符分割：在圖像中定位出車(chē)牌區(qū)域后，通過(guò)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(kù)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(chē)牌識(shí)別的結(jié)果以文本格式輸出。

車(chē)牌識(shí)別具體應(yīng)用

停車(chē)場(chǎng)及小區(qū)出入口

停車(chē)場(chǎng)及小區(qū)出入口車(chē)牌識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，主要用于記錄車(chē)輛的牌照號(hào)碼、車(chē)牌顏色、出入時(shí)間，實(shí)現(xiàn)車(chē)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?chē)輛是否屬于本小區(qū)，對(duì)非內(nèi)部車(chē)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(chē)輛調(diào)度系統(tǒng)相結(jié)合，自動(dòng)、客觀地記錄本單位車(chē)輛的出車(chē)情況。

停車(chē)場(chǎng)及小區(qū)出入口管理單靠人工去記來(lái)往車(chē)輛的車(chē)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(chē)牌識(shí)別設(shè)備安裝在停車(chē)場(chǎng)的出入口就能“一勞永逸”地解決很多問(wèn)題。對(duì)于車(chē)牌被遮擋、掉漆斷裂、模糊不清等也能夠分析識(shí)別，為停車(chē)場(chǎng)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(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(chē)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(chē)輛的號(hào)牌信息，對(duì)一些違法車(chē)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(chē)輛行駛較快，因而對(duì)車(chē)牌識(shí)別技術(shù)的要求很高。傳統(tǒng)的車(chē)牌識(shí)別是針對(duì)160P像素的車(chē)牌進(jìn)行識(shí)別，有效的圖像范圍小，車(chē)牌漏識(shí)率高，不能滿(mǎn)足收費(fèi)站卡口的時(shí)代需求?，F(xiàn)在高清車(chē)牌識(shí)別的應(yīng)用解決了以前車(chē)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(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，當(dāng)有車(chē)輛駛?cè)霑r(shí)系統(tǒng)識(shí)別車(chē)輛牌照并將識(shí)別到的車(chē)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(chē)輛的車(chē)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(chē)輛是否是盜搶可疑車(chē)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(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(mǎi)車(chē)的人越來(lái)越多，給公路造成各種各樣的違法問(wèn)題。車(chē)牌識(shí)別技術(shù)作為車(chē)輛違法處罰的必要依據(jù)，可以對(duì)視頻中車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)牌識(shí)別是其中最為重要的一部分，車(chē)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(chē)牌速度快、準(zhǔn)確，車(chē)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)。可以為防盜搶車(chē)輛、套牌車(chē)輛，非法搶劫車(chē)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(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)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(mén)對(duì)城市內(nèi)的機(jī)動(dòng)車(chē)和駕駛?cè)说牟榭亓Χ?，為打擊各?lèi)違法犯罪行為提供科技手段，是公安交通管理部門(mén)急需解決的問(wèn)題。

為有效遏制城市內(nèi)車(chē)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(chē)牌識(shí)別模塊，車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)主要是確定違法車(chē)輛的信息，通過(guò)抓拍所有車(chē)輛的車(chē)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(chē)輛是可疑車(chē)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(mǎn)足治安、刑偵、交通管理等新形勢(shì)的業(yè)務(wù)需求。