車牌識別工作原理與應(yīng)用

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展、汽車數(shù)量急劇增加，對交通控制、安全管理、收費管理的要求也日益提高，運用電子信息技術(shù)實現(xiàn)安全、高效的智能交通成為交通管理的主要發(fā)展方向。車牌自動識別技術(shù)作為一種計算機視覺與模式識別技術(shù)，在智能交通領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

車牌識別工作原理

車牌識別是利用車輛的動態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進行車牌號碼、車牌顏色自動識別的模式識別技術(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)字符識別算法等。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。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，定位出車牌位置，再將車牌中的字符分割出來進行識別，最后組成車牌號碼輸出。

車輛檢測部分通常采用地感線圈或雷達，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。

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

車輛檢測：可采用埋地線圈檢測、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對通行車輛進行實時、不間斷記錄、采集。

預(yù)處理：噪聲過濾、自動白平衡、自動曝光以及伽馬校正、邊緣增強、對比度調(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)字符尺寸特征進行字符分割。

字符識別：對分割后的字符進行縮放、特征提取，與字符數(shù)據(jù)庫模板中的標準字符表達形式進行匹配判別。

結(jié)果輸出：將車牌識別的結(jié)果以文本格式輸出。

車牌識別具體應(yīng)用

停車場及小區(qū)出入口

停車場及小區(qū)出入口車牌識別技術(shù)的應(yīng)用，主要用于記錄車輛的牌照號碼、車牌顏色、出入時間，實現(xiàn)車輛的自動管理，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、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碼和?？繒r間是非常困難的，不但會出現(xiàn)錯誤，還需投入大量人力。一個小小的車牌識別設(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。對于車牌被遮擋、掉漆斷裂、模糊不清等也能夠分析識別，為停車場及出入口的工作人員省去許多煩惱。

高速公路收費站

目前，我國的高速公路建設(shè)發(fā)展突飛猛進，高速公路四通八達，每個出口均設(shè)有收費站，一方面便于收費管理，另一方面也可協(xié)助交警對高速公路上的交通進行規(guī)范管理。高速公路收費站出入口車牌識別技術(shù)的應(yīng)用，可以極大地方便交警識別違規(guī)行駛車輛的號牌信息，對一些違法車輛進行有效的管理和抓捕。

收費站卡口一般設(shè)在露天環(huán)境中，再加上一些車輛行駛較快，因而對車牌識別技術(shù)的要求很高。傳統(tǒng)的車牌識別是針對160P像素的車牌進行識別，有效的圖像范圍小，車牌漏識率高，不能滿足收費站卡口的時代需求。現(xiàn)在高清車牌識別的應(yīng)用解決了以前車牌識別率低的問題，從而為公安和交警的執(zhí)法提供了可靠的依據(jù)。

在收費站出入口安裝車牌識別系統(tǒng)，當有車輛駛?cè)霑r系統(tǒng)識別車輛牌照并將識別到的車牌信息發(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行對比便可判斷出駛?cè)敫咚俟肥召M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。車牌識別技術(shù)作為車輛違法處罰的必要依據(jù)，可以對視頻中車輛號牌進行自動的檢測識別，其中最為典型的就是治安卡口系統(tǒng)，該系統(tǒng)如果沒有車牌識別技術(shù)，就沒有真正意義上的智能化。一個完善的治安卡口管理系統(tǒng)應(yīng)該具備車牌自動識別、卡口應(yīng)用系統(tǒng)和中心管理平臺三個主要功能。車牌識別是其中最為重要的一部分，車牌識別的優(yōu)劣直接影響了卡口系統(tǒng)的整體性能，而識別速度是其最為重要的一個技術(shù)指標。識別速度快，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)的運行負擔也相應(yīng)減小。識別車牌速度快、準確，車牌識別系統(tǒng)才能有效地實現(xiàn)自動比對報警，避免出現(xiàn)大量的誤報。可以為防盜搶車輛、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，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，機動車數(shù)量的迅速增長，公路運輸變得越來越繁忙。交通管理現(xiàn)狀和需求的矛盾進一步加劇，與交通相關(guān)的刑事和治安案件也逐年上升。在此情況下，如何利用先進的科技手段，增強公安管理部門對城市內(nèi)的機動車和駕駛?cè)说牟榭亓Χ?，為打擊各類違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別模塊，車牌識別系統(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)庫進行比對分析哪些車輛是可疑車輛，減少違法行為的同時也可以控制、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。