車牌自動識別方法
2023-09-17 15:34:50 8
專利名稱：車牌自動識別方法
技術領域：
本發明涉及一種車牌自動識別方法，可以對車輛的車牌進行自動登記、驗證、監視、報警，屬於交通工程領域。
現在，基於OCR技術的車牌號碼識別技術已經比較成熟，例如現有的車牌號碼識別技術，對表面清潔、完整的車牌的一次識別率超過95％。但現有的車牌號碼識別技術都存在一個缺陷，就是車牌號碼識別的正確率嚴重依賴於車牌本身的質量，僅僅依靠識別出車牌號碼來識別車牌會因受到車牌質量的嚴重影響而使其使用面受到很大限制。
在另一方面，對許多實際應用場合而言，只需驗證入口和出口是否為同一輛車即可。例如在公路收費系統中，只需確認通行卡代表的入口和持卡車輛是否為同一車輛即可發現是否有換卡逃費的行為，而不需要知道真正的車牌號碼。因此，在車牌定位正確的前提下，也可以通過車牌圖像匹配的方法來驗證車輛。
現在，基於模式識別技術的圖像匹配技術已日益發展成熟，並已應用在廣泛的領域。例如現有的車牌圖像匹配技術，對拍攝的車牌大小、位置、傾斜、亮度、對比度等差別具有適應性，可以快速、有效地辨識出兩個車牌圖像是否為同一圖像，匹配正確率達到98％以上。對於自身質量較差的車牌，採用車牌圖像匹配技術進行識別的效果很好。
很顯然，將基於OCR技術的車牌號碼識別技術和基於模式識別技術的車牌圖像匹配技術結合起來共同用於車牌識別會有更好的效果。但到目前為止，還沒有見到將兩者結合起來的文獻記錄和實際使用。
為實現上述的發明目的，本發明採用下述的技術方案一種車牌自動識別方法，在車輛行進方向上的A處和B處分別安裝包括可控照明燈、鏡頭、圖像採集模塊、存儲器、通信模塊、運算模塊的車牌識別裝置，並在車牌識別裝置旁與車輛行進方向相反的方向的路上安裝車輛檢測線圈，車輛檢測線圈與車牌識別裝置相連接，所述方法包括如下步驟(1)在A處的車輛檢測線圈檢測到車輛信號，觸發與之連接的A處車牌識別裝置；(2)A處車牌識別裝置根據環境光照調整電子快門和曝光強度，在晚上自動開啟可控照明燈補光照明；(3)A處車牌識別裝置拍攝車輛圖像；(4)A處車牌識別裝置定位車牌位置；(5)A處車牌識別裝置利用車牌號碼識別技術識別車牌號碼；(6)是否識別出車牌號碼？(7)如果是，保存識別出的車牌號碼，將其數據傳送到B處的車牌識別裝置中；如果為否，保存步驟4獲得的車牌圖像，將相應的數據傳送到B處的車牌識別裝置中；(8)B處的車輛檢測線圈檢測到車輛信號，觸發與之連接的B處車牌識別裝置；(9)B處車牌識別裝置根據環境光照調整電子快門和曝光強度，在晚上自動開啟可控照明燈補光照明；(10)B處車牌識別裝置拍攝車輛圖像；(11)B處車牌識別裝置定位車牌位置；(12)B處車牌識別裝置利用車牌號碼識別技術識別車牌號碼；(13)是否識別出車牌號碼？(14)如果是，將之與A處獲得的車牌號碼相比較，判斷A、B處是否為同一車輛；如果為否，保存步驟11獲得的車牌圖像，轉入下一步驟；(15)B處車牌識別裝置利用車牌圖像匹配技術將步驟7傳送來的車牌圖像和步驟11獲得的車牌圖像進行匹配，判斷A、B處是否為同一車輛。
上述車牌自動識別方法中的步驟(7)中，車牌號碼數據和車牌圖像數據通過計算機網絡傳送到B處的車牌識別裝置中。
上述車牌自動識別方法中的步驟(7)中，車牌號碼數據和車牌圖像數據存入車輛的通行卡中，由車輛自行帶到B處供B處的車牌識別裝置使用。
上述車牌自動識別方法中的步驟(7)中，車牌號碼數據存入車輛的通行卡巾，由車輛自行帶到B處供B處的車牌識別裝置使用；車牌圖像數據通過計算機網絡傳送到B處的車牌識別裝置中。
上述車牌自動識別方法中的步驟(7)中，車牌圖像數據轉換為車牌圖像特徵數據，並和車牌號碼數據一起存入車輛的通行卡中，由車輛自行帶到B處供B處的車牌識別裝置使用。
本發明所提供的車牌自動識別方法將基於OCR技術的車牌號碼識別技術和基於模式識別技術的車牌圖像匹配技術結合起來，不僅可根據車牌號碼識別結果進行匹配，還可根據車牌圖像進行車牌圖像匹配，使對車輛車牌的識別擺脫對車牌自身質量的嚴重依賴，適應各種環境，識別準確率高，可用在公路收費系統，城市卡口監控系統，汽車超速布控系統等場合。
圖2為本發明所述的車牌自動識別方法的流程圖。
圖1為利用本車牌自動識別方法的車牌識別系統的示意圖。其中A』為A處的車輛檢測線圈，B』為B處的車輛檢測線圈。在A、B處分別安裝有車牌識別裝置。
圖2為本發明所述的車牌自動識別方法的流程圖。本流程圖的具體內容已在技術方案中進行了詳細的說明。此處就不再重複了。
首先以公路收費系統為例對本發明所述的車牌自動識別方法進行說明。在公路收費系統中，A處即為入口，B處即為出口，在入、出口前方的適當距離處安裝車輛檢測線圈，在入口處和出口處安裝包括可控照明燈、鏡頭、圖像採集模塊、存儲器、通信模塊、運算模塊的車牌識別裝置，入、出口處的車輛檢測線圈與相應的車牌識別裝置相連接。
當車輛接近入口處時，入口處的車輛檢測線圈檢測到車輛信號，觸發與之連接的入口處車牌識別裝置。入口處車牌識別裝置首先根據環境光照調整電子快門和曝光強度，在晚上自動開啟可控照明燈補光照明，以保證拍攝的車輛圖像清晰，便於識別。入口處車牌識別裝置拍攝車輛圖像，由其內置的車牌定位算法定位車牌位置，再利用基於OCR技術的車牌號碼識別技術識別車牌號碼。如果識別出車牌號碼，就將識別出的車牌號碼寫入車輛的通行卡(票)中，如果沒有識別出車牌號碼，就保存獲得的車牌圖像，並將之傳送到出口處的車牌識別裝置中。
出口處的車輛檢測線圈檢測到車輛信號後，觸發與之連接的出口處車牌識別裝置。出口處車牌識別裝置根據環境光照調整電子快門和曝光強度，在晚上自動開啟可控照明燈補光照明，以保證拍攝的車輛圖像清晰，便於識別。出口處車牌識別裝置拍攝車輛圖像，由其內置的車牌定位算法定位車牌位置，再利用基於OCR技術的車牌號碼識別技術識別車牌號碼。如果識別出車牌號碼，將之與通行卡(票)中的車牌號碼相比較，判斷入、出口處是否為同一車輛，如果沒有識別出車牌號碼，就保存出口處車牌識別裝置獲得的車牌圖像，利用基於模式識別技術的車牌圖像匹配技術將之與入口處車牌識別裝置獲得的車牌圖像進行匹配，判斷入、出口處是否為同一車輛。
上述的車牌識別裝置包括可控照明燈、鏡頭、圖像採集模塊、存儲器、通信模塊、運算模塊等硬體設備。這些硬體設備都是現有成熟的設備，在市場上很容易獲得，例如可控照明燈可以是發白光的LED，圖像採集模塊可以使用現有數字相機中的有關設備，存儲器可以使用E2PROM，運算模塊可以使用數位訊號處理器，也可以使用單片機。車輛的通行卡可以是IC卡，也可以是磁卡。車牌識別過程中所使用的車牌定位、車牌字符切分、車牌字符識別、車牌圖像匹配等算法都可以使用現有成熟的算法，此處就不再贅述了。
本車牌自動識別方法也可以用在城市卡口監控系統中，以實現布控，發現並攔截違章或肇事後逃逸的車輛。在城市卡口監控系統中，在城市的各主要卡口安裝車牌識別裝置，一旦發現有車輛違章或者肇事後逃逸，安裝於此處(相當於A處)的車牌識別裝置即可識別出車牌號碼或記錄車牌圖像，傳送到系統計算機處，再由系統計算機傳送到各主要卡口的車牌識別裝置上，當違章或者肇事車輛在卡口出現時，該卡口(相當於B處)的車牌識別裝置通過識別車牌號碼或者是匹配車牌圖像，即可發現是否是違章或者肇事車輛，通過通知系統計算機，由系統計算機進行統一調度，即可攔截違章或肇事後逃逸的車輛。
本車牌自動識別方法還可以用在超速布控系統中。超速布控系統分為超速檢測系統和車輛攔截系統兩個部分，其中超速檢測系統完成車速檢測、車牌號碼識別、車輛超速判斷、超速車輛記錄等工作；車輛攔截系統對通行車輛進行車牌識別，判斷是否為超速車輛，以對超速車輛進行攔截。
超速檢測系統包括車速檢測裝置和車牌識別裝置(相當於A處的車牌識別裝置)。由車速檢測裝置檢測出車輛超速後，車牌識別裝置識別車牌號碼或記錄車牌圖像，傳送到系統計算機處，再由系統計算機傳送到車輛攔截系統中的車牌識別裝置(相當於B處的車牌識別裝置)中，通過識別車牌號碼或者是匹配車牌圖像，即可發現是否是超速車輛，再由系統計算機進行統一調度，進行攔截。
在採用上述的車牌自動識別方法時，A處車牌識別裝置輸出的數據包括(1)車牌號碼數據包括車牌號碼和用於車牌號碼匹配的數據，共64位元組。
(2)車牌圖像數據為JPEG格式的車牌圖像，平均2K字節，小於3K字節。
(3)車牌圖像特徵數據為包括車牌圖片主要特徵的512位元組數據。
其中的車牌圖像特徵數據由車牌圖像數據轉換而成。
對於城市卡口監控系統或者超速布控系統，可利用計算機網絡直接進行數據傳輸。
對於公路收費系統，上述的車牌號碼數據可以存儲在車輛的通行卡(票)中，由車輛自行帶到B處(出口處)，供B處(出口處)的車牌識別裝置使用。
上述的車牌圖像數據數量較大，如果車輛的通行卡內存較大，可以直接將圖像數據存入通行卡中，供B處(出口處)的車牌識別裝置使用；如果車輛的通行卡內存較小，可以採用兩個方案。一個方案是將車牌圖像數據通過計算機網絡進行傳輸，但這需要A處(入口處)和B處(出口處)都能得到網絡支持。另一個方案不需要網絡支持，直接將車牌圖片特徵數據存入通行卡中。這一方案對通行卡內存要求不大，但由於利用圖片特徵數據進行車牌圖像匹配，效果略差於直接通過圖像進行的車牌圖像匹配效果。
需要說明的是，本發明的特定例已經對本發明所述的車牌自動識別方法進行了詳細描述，對於本領域的技術人員來說，在不背離本發明所述方法的精神和範圍的情況下對它進行的各種顯而易見的改變都在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種車牌自動識別方法，在車輛行進方向上的A處和B處分別安裝包括可控照明燈、鏡頭、圖像採集模塊、存儲器、通信模塊、運算模塊的車牌識別裝置，並在車牌識別裝置旁與車輛行進方向相反的方向的路上安裝車輛檢測線圈，車輛檢測線圈與車牌識別裝置相連接，所述方法包括如下步驟(1)在A處的車輛檢測線圈檢測到車輛信號，觸發與之連接的A處車牌識別裝置；(2)A處車牌識別裝置根據環境光照調整電子快門和曝光強度，在晚上自動開啟可控照明燈補光照明；(3)A處車牌識別裝置拍攝車輛圖像；(4)A處車牌識別裝置定位車牌位置；(5)A處車牌識別裝置利用車牌號碼識別技術識別車牌號碼；(6)是否識別出車牌號碼？(7)如果是，保存識別出的車牌號碼，將其數據傳送到B處的車牌識別裝置中；如果為否，保存步驟4獲得的車牌圖像，將相應的數據傳送到B處的車牌識別裝置中；(8)B處的車輛檢測線圈檢測到車輛信號，觸發與之連接的B處車牌識別裝置；(9)B處車牌識別裝置根據環境光照調整電子快門和曝光強度，在晚上自動開啟可控照明燈補光照明；(10)B處車牌識別裝置拍攝車輛圖像；(11)B處車牌識別裝置定位車牌位置；(12)B處車牌識別裝置利用車牌號碼識別技術識別車牌號碼；(13)是否識別出車牌號碼？(14)如果是，將之與A處獲得的車牌號碼相比較，判斷A、B處是否為同一車輛；如果為否，保存步驟11獲得的車牌圖像，轉入下一步驟；(15)B處車牌識別裝置利用車牌圖像匹配技術將步驟7傳送來的車牌圖像和步驟11獲得的車牌圖像進行匹配，判斷A、B處是否為同一車輛。
2.如權利要求1所述的車牌自動識別方法，其中的步驟(7)中車牌號碼數據和車牌圖像數據通過計算機網絡傳送到B處的車牌識別裝置中。
3.如權利要求1所述的車牌自動識別方法，其中的步驟(7)中車牌號碼數據和車牌圖像數據存入車輛的通行卡中，由車輛自行帶到B處供B處的車牌識別裝置使用。
4.如權利要求1所述的車牌自動識別方法，其中的步驟(7)中車牌號碼數據存入車輛的通行卡中，由車輛自行帶到B處供B處的車牌識別裝置使用；車牌圖像數據通過計算機網絡傳送到B處的車牌識別裝置中。
5.如權利要求1所述的車牌自動識別方法，其中的步驟(7)中車牌圖像數據轉換為車牌圖像特徵數據，並和車牌號碼數據一起存入車輛的通行卡中，由車輛自行帶到B處供B處的車牌識別裝置使用。
全文摘要
一種車牌自動識別方法，將現有基於OCR技術的車牌號碼識別技術和基於模式識別技術的車牌圖像匹配技術結合起來對車輛車牌進行自動登記、驗證、監視、報警，使對車輛車牌的識別擺脫對車牌自身質量的嚴重依賴，識別準確率高，適應各種環境，可用在公路收費系統，城市卡口監控系統，汽車超速布控系統等場合。
文檔編號B60R13/10GK1413861SQ02129508
公開日2003年4月30日 申請日期2002年8月29日 優先權日2002年6月7日
發明者林代銳, 馮維平, 林春雄 申請人:珠海維中信息技術有限公司