車牌識別系統(tǒng)介紹

車牌識別系統(tǒng)（Vehicle License Plate Recognition，VLPR） 是計算機視頻圖像識別技術在車輛牌照識別中的一種應用。車牌識別在高速公路車輛管理中得到廣泛應用，電子收費（ETC）系統(tǒng)中，也是結合DSRC技術識別車輛身份的主要手段。

車牌識別技術要求能夠將運動中的汽車牌照從復雜背景中提取并識別出來，通過車牌提取、圖像預處理、特征提取、車牌字符識別等技術，識別車輛牌號、顏色等信息，目前最新的技術水平為字母和數(shù)字的識別率可達到99.7%，漢字的識別率可達到99%。

在停車場管理中，車牌識別技術也是識別車輛身份的主要手段。在深圳市公安局建設的《停車庫（場）車輛圖像和號牌信息采集與傳輸系統(tǒng)技術要求》中，車牌識別技術成為車輛身份識別的主要手段。

車牌識別技術結合電子不停車收費系統(tǒng)（ETC）識別車輛，過往車輛通過道口時無須停車，即能夠實現(xiàn)車輛身份自動識別、自動收費。在車場管理中，為提高出入口車輛通行效率，車牌識別針對無需收停車費的車輛（如月卡車、內(nèi)部免費通行車輛），建設無人值守的快速通道，免取卡、不停車的出入體驗，正改變出入停車場的管理模式。

車牌識別系統(tǒng)原理

識別流程

車牌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。其硬件基礎一般包括觸發(fā)設備（監(jiān)測車輛是否進入視野）、攝像設備、照明設備、圖像采集設備、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)應包括車輛檢測、圖像采集、車牌識別等幾部分（如圖1所示）。當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。

車牌識別系統(tǒng)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、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合具備一定的技術難度。

車牌識別系統(tǒng)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。

1） 牌照定位

自然環(huán)境下，汽車圖像背景復雜、光照不均勻，如何在自然背景中準確地確定牌照區(qū)域是整個識別過程的關鍵。首先對采集到的視頻圖像進行大范圍相關搜索，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果?；谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡的算法有兩種：一種是先對字符進行特征提取，然后用所獲得特征來訓練神經(jīng)網(wǎng)絡分配器；另一種方法是直接把圖像輸入網(wǎng)絡，由網(wǎng)絡自動實現(xiàn)特征提取直至識別出結果。

實際應用中，車牌識別系統(tǒng)的識別率還與牌照質量和拍攝質量密切相關。牌照質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。

車牌識別技術的意義

車牌識別系統(tǒng)LPR是智能交通系統(tǒng)（ITS）的一個重要組成部分。車牌識別系統(tǒng)的主要任務是分析和處理攝取到的復雜背景下的車輛罔像，定位分割牌照，最后自動識別汽車牌照上的字符，車牌識別是利用車牌的唯一性來識別和統(tǒng)計車輛。在現(xiàn)代化交通發(fā)展中車牌識別系統(tǒng)是制約交通系統(tǒng)智能化、現(xiàn)代化的重要因素，車牌識別系統(tǒng)應該能夠從一幅圖像中自動提取車輛圖像，白動分割牌照圖像，對字符進行正確識別，從而降低交通管理工作的復雜度。車牌識別系統(tǒng)將獲取的車輛圖像進行一系列的處理后，以字符串的形式輸出結果，這樣不但數(shù)據(jù)量小，便于存儲，操作起來也更容易，因此車牌識別系統(tǒng)的便捷性是人工車牌識別所不能比擬的，它蘊藏著很大的經(jīng)濟價值和發(fā)展空間，對車牌識別技術的研究是非常有的意義的。

車牌識別技術應用表現(xiàn)

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用系統(tǒng)中，車牌識別設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；可以適應高速行駛的車輛；可以在車輛行使過程中完成任務不影響正常交通；整個監(jiān)視過程中司機也不會覺察、保密性高。應用這種系統(tǒng)將極大地提高執(zhí)法效率。

超速違章處罰

車牌識別技術結合測速設備可以用于車輛超速違章處罰，一般用于高速公路。具體應用是：在路上設置測速監(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；在各出口設置處罰點，用車牌識別設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。