車牌識(shí)別系統(tǒng)的特點(diǎn)、應(yīng)用及技術(shù)指標(biāo)

ITS（Intelligent Transportation System）是一項(xiàng)以信息通信技術(shù)將人、車、路三者緊密協(xié)調(diào)、和諧統(tǒng)一，而建立起的大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在有效利用現(xiàn)有交通設(shè)施、減少交通負(fù)荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運(yùn)輸效率、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量，推動(dòng)社會(huì)信息化及形成新產(chǎn)業(yè)等方面具有極其重要的作用，從而受到世界各國(guó)的重視，目前已形成世界交通二十一世紀(jì)的發(fā)展方向。
    作為核心技術(shù)之一，車輛牌照識(shí)別（license plate recognition，LPR）技術(shù)是公安執(zhí)法系統(tǒng)、高速公路自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)、城市道路監(jiān)控系統(tǒng)、智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)等諸多ITS相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的重要一環(huán)，可以大大簡(jiǎn)化人的勞動(dòng)，消除人為干擾，減少乃至杜絕出錯(cuò)的可能。相對(duì)于射頻信號(hào)識(shí)別和條形碼識(shí)別技術(shù)，有兩大優(yōu)點(diǎn)：

（1）不需要在汽車上安裝專門的條形碼或射頻識(shí)別標(biāo)識(shí)；

（2）LPR系統(tǒng)本身是基于視頻技術(shù)的識(shí)別系統(tǒng)，可方便地進(jìn)行圖像回放、檢索。

車牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)主要包括圖像采集、圖像處理、牌照切分、字符識(shí)別、近端或遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)支持等工作模塊。 
    通過視頻采集卡與計(jì)算機(jī)相連
車牌識(shí)別技術(shù)的用途

城市交通：交通路口流量統(tǒng)計(jì)

智能交通違章監(jiān)攝管理（電子警察）

高速公路：自動(dòng)收費(fèi)，自動(dòng)車輛登記，違章記錄

公安系統(tǒng)：肇事/失竊/犯罪車輛監(jiān)測(cè)

軍事要塞、機(jī)關(guān)、賓館：車輛自動(dòng)化管理

停車場(chǎng)及居民小區(qū)：進(jìn)出車輛管理，自動(dòng)計(jì)費(fèi)；

關(guān)鍵：

第二部分：車輛牌照定位與分割

即從包含整個(gè)車輛的圖像中找到牌照區(qū)域的位置，決定其后的車牌字符識(shí)別。

第三部分：車牌字符識(shí)別

 車牌圖像的特點(diǎn)

我國(guó)現(xiàn)有車輛牌照：4類——藍(lán)底白字、黃底黑字、黑底白字和白底黑字。

車輛牌照特征：

（1）一個(gè)省份漢字（軍警牌則為其他漢字）后跟字母或阿拉伯?dāng)?shù)字組成的7個(gè)字序列。標(biāo)準(zhǔn)車牌的具體排列格式是：X1X2.X3X4X5X6X7，

（2）車輛牌照區(qū)域牌底與牌字顏色對(duì)比大，邊緣非常豐富

（3）在某相對(duì)固定的牌照位置拍得的圖像上車輛牌照子圖像區(qū)域高度和長(zhǎng)度一定，且昌鎬比例一定。車牌原始尺寸：字寬45mm，字高90mm，間隔符寬10mm，每個(gè)單元間隔12mm。

 車牌定位技術(shù)綜述

出發(fā)點(diǎn)：通過車牌區(qū)域的特征來判斷牌照。

車牌主要特征：

（1）    車牌區(qū)域內(nèi)的邊緣灰度直方圖統(tǒng)計(jì)“特征”�！哂袃蓚€(gè)明顯且分離的分布中心。

（2）    車牌的幾何特征，即車輛的寬、高比例在一定范圍內(nèi)。

（3）    車牌區(qū)域的灰度分布特征，穿過車牌的水平直線其灰度呈現(xiàn)連續(xù)的峰、谷、峰的分布。

（4）    車牌區(qū)域水平或垂直投影特征。車牌區(qū)域水平或垂直投影呈現(xiàn)連續(xù)的峰、谷、峰的分布。

（5）    車牌形狀特征和字符排列格式特征。車牌有矩形邊框，字符位于矩形框中且有間隔。

（6）    頻譜特征，即對(duì)圖形作行或列的DFT變換。其頻譜圖中包含了車牌的位置信息。

 車牌定位系統(tǒng)

 一個(gè)車牌定位系統(tǒng)通常包括圖像預(yù)處理、車牌區(qū)域搜索、車牌定位與分割等部分。
車牌圖像定位的難點(diǎn)
（1）    抓拍圖像受環(huán)境因素干擾（環(huán)境光照不均勻等），照片質(zhì)量很難保證。
（2）    其它字符區(qū)域干擾，難以準(zhǔn)確定位。
（3）    車牌出現(xiàn)污點(diǎn)，變臟，筆跡模糊，褪色等。
（4）    車牌被部分遮擋。
（5）    運(yùn)動(dòng)圖像的模糊失真，形成鋸齒等。
 車牌檢測(cè)與定位方法要點(diǎn)

1.    灰度化：將24位真彩色圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖，以便與后續(xù)處理的統(tǒng)一和快速。

2.    灰度拉伸：成像時(shí)光照不足或過強(qiáng)，圖像偏暗或偏亮，經(jīng)處理后使圖像邊緣清晰，牌照區(qū)域筆劃特征跟明顯。

3.    邊緣檢測(cè)：車牌子區(qū)域邊緣豐富。

4.    模板匹配：在有著復(fù)雜背景的圖像中找車牌

 車牌定位的實(shí)現(xiàn)方法

1.    直接法：直接分析圖像的特征

2.    神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法：

首先利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)圖像中一個(gè)個(gè)小窗口進(jìn)行分類，然后對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行綜合，從而得到牌照的準(zhǔn)確定位。

3.    基于矢量量化的牌照定位方法：

在對(duì)牌照定位的同時(shí)進(jìn)行了圖像的壓縮；

對(duì)圖像的處理不是以像素為單位，而是以塊為單位，提高了處理速度；

容易識(shí)別圖像中沒有牌照的情況。

 車牌字符的識(shí)別

與通用的OCR識(shí)別方法類似。

主要算法：

1．基于模板匹配的OCR算法

首先對(duì)待識(shí)別字符進(jìn)行二值化并將其尺寸大小縮放為字符數(shù)據(jù)庫(kù)中模板的大小，然后與所有的模板進(jìn)行匹配，最后選最佳匹配作為結(jié)果。改進(jìn)：基于關(guān)鍵點(diǎn)的模板匹配算法。

5種簡(jiǎn)單識(shí)別器：簡(jiǎn)單模板匹配；外圍輪廓匹配；改進(jìn)穿線法；基于 Hausdorff距離的模板匹配；簡(jiǎn)單分類器。

2．基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的OCR算法

 車牌字符識(shí)別實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)

 1． 預(yù)處理：

（1）    二值化：（彩色分割方法）

難點(diǎn)：閾值選擇和牌照類型多樣（要統(tǒng)一）

方法：全局閾值（OSTU等）和局部閾值

（2）    傾斜度校正：Hough變換檢測(cè)直線傾角。

（3）    字符分割與大小歸一化：統(tǒng)計(jì)分析方法

2． 字符識(shí)別（OCR）

通用的匹配識(shí)別方法，小波變換，分形等

 車牌字符識(shí)別的難點(diǎn)

牌照由漢字、字母和數(shù)字組成，漢字的筆畫繁多，圖像要具有更高的分辨力，系統(tǒng)要具有很高的采集和處理速度，要達(dá)到實(shí)時(shí)處理。這要求采用的算法簡(jiǎn)潔、實(shí)用、有較高的效率。