系統(tǒng)簡介

　　傳統(tǒng)車牌識別系統(tǒng)，采用模擬標清成像技術，分辨率最大為768×576，像素不足。模擬攝像機所采用的圖像傳感器雖然具有線性好，反應靈敏，最低光照度可小于0.0Lux，但也存在模擬線性成像中面臨的圖像層次不明朗、對比度差等問題，面對如刑偵、治安等業(yè)務部門需要追查套牌車輛、黑名單車輛、肇事車輛的司機面貌的訴求顯得無能為力。而在車牌檢測技術上，傳統(tǒng)車牌識別系統(tǒng)采用線圈觸發(fā)，線圈觸發(fā)應用的主要缺點是對非機動車和行人無法觸發(fā)抓拍。此外，鋪設線圈需要一定的施工量，安裝比較復雜，安裝過程對可靠性和壽命影響很大，維修或安裝需中斷交通，破壞路面，影響路面壽命等。還有線圈有老化保養(yǎng)的問題，且線圈易被重型車輛、路面修理等損壞，從而導致系統(tǒng)或故障率高或不能正常工作，而且其維護難度較大，后期維護成本較高。因此，傳統(tǒng)車牌識別系統(tǒng)實際使用效果受線圈、車輛檢測器、跟車距離等因素的影響，如果線圈壞則不能抓拍;車輛檢測器壞則不能抓拍;線圈或車輛檢測器靈敏度不好時，有漏抓拍或誤抓拍的現(xiàn)象。如果靈敏度太高，相鄰線圈又可能互相干擾;觸發(fā)瞬間，前車擋住后車車牌時將無法完成后車號牌的抓拍識別。

　　基于高清視頻技術的新一代車牌識別系統(tǒng)采用數(shù)字高清成像技術，能達到1600×1200分辨率，有效像素在200萬以上，是標清系統(tǒng)的5倍以上，可用一臺高清攝像機覆蓋更大的目標識別場景，并能夠對局部目標進行清晰放大和辨識，很好地解決刑偵、治安等業(yè)務部門嫌疑目標面部特征、前排司乘人員面部特征、可疑車輛車型外貌的細節(jié)識別問題。傳統(tǒng)車牌識別系統(tǒng)只是單純車牌識別，而基于高清視頻技術的車牌識別系統(tǒng)從根本上擺脫了地感線圈和標清成像的技術限制，采用了具有豐富擴展功能的視頻檢測觸發(fā)和高清成像技術，其優(yōu)勢在于不依賴外部硬件的觸發(fā)信號，只需接入視頻信號便可自行完成從采集圖像到完成車牌識別的全部功能。

　　視頻觸發(fā)方式可以抓拍包括機動車、非機動車、行人在內的所有運動目標。避免了前面提到的外部觸發(fā)方式中所涉及到的外部觸發(fā)信號源裝置的使用年限、安裝調試、維護等問題，不會造成對監(jiān)測點路面的破壞。其施工、安裝、調試方便，不受線圈、車輛檢測器、前車擋后車、后車跟前車太近等問題的影響。由于系統(tǒng)對每一幀圖像都進行采集和分析，并定位車牌和識別車牌，經多次識別，選取最好的識別結果為最終的車牌識別結果輸出。

　　基于高清視頻技術的新一代車牌識別系統(tǒng)，不僅僅識別出車牌，還能檢測識別出車身顏色、車輛類型(貨車、大巴、中巴、小型貨車、小汽車等)、車標，前排司乘人員、非機動車駕駛人、行人等特征，同時對監(jiān)測區(qū)域的交通參數(shù)進行自動采集，統(tǒng)計和分析，以得出該路段的交通參數(shù)，并且可以自動檢測和識別各種交通事件、違章事件，是一套集公安、交警、刑偵等部門需求應用于一體的新一代智能交通管理系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)原理

　　車牌自動識別是指檢測受監(jiān)控區(qū)域的特定目標(機動車輛、非機動車輛、行人等)，并自動提取車輛車牌信息(包含漢字字符、英文字母、阿拉伯數(shù)字及號牌顏色、結構等)進行處理和識別的技術。它以計算機視覺分析技術、IP網絡視頻技術為基礎，建立運動目標的特征模型和識別目標特征，同時可以自動識別出如目標類型、號牌、車型、顏色、車標等。

　　車牌自動識別系統(tǒng)是利用動態(tài)視頻流或靜態(tài)圖像進行目標檢測，號牌、號牌顏色、車輛顏色、車輛類型、車身顏色、車標(廠商標志)等自動識別的系統(tǒng)。

　　車牌識別系統(tǒng)硬件一般包括攝像機采集單元(高清攝像機)、視頻及號牌檢測識別單元(視頻檢測器)、輔助補光單元(LED補光燈)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。視頻及號牌檢測識別單元對攝像機采集單元的實時視頻流(視頻流為多幀圖像)作多幀分析和處理，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，同時自動識別出號牌、車型、顏色、車標等車輛信息。

　　典型應用

　　1、系統(tǒng)結構

　　一個完整的車牌識別系統(tǒng)一般可以分為前端信息采集系統(tǒng)、通信網絡傳輸系統(tǒng)、中心管理應用系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)示意圖[nextpage]

　　2、前端信息采集系統(tǒng)

　　前端信息采集系統(tǒng)由視頻檢測器、高清攝像機、輔助照明設備、設備基礎設施及裝載在視頻檢測器內的識別和控制軟件等組成。

　　高清車牌識別系統(tǒng)對運動目標不但要有高圖像捕獲率，還須抓拍到清晰的圖像(車牌、前排司乘人員、行人)，作為事后查詢、特征搜索和取證z之依據。其高清視頻還可以經編碼器壓縮傳送到中心端，提供實時視頻監(jiān)控功能。

　　采用200萬像素的高清晰攝像機可抓拍兩個機動車道的車輛并能兼顧相鄰車道的交叉，同時提供全景照片，徹底解決了跨線漏車問題，可以清楚記錄車輛圖像，同時還可以清晰地顯示前排司乘人員的面貌和行人特征信息。

　　前端采集系統(tǒng)安裝在外場路段，通過采集控制和識別軟件實現(xiàn)全天候不間斷的機動車、前排司乘人員、非機動車和行人的圖片抓拍和信息處理、存儲、通信等功能，對于抓拍的機動車圖片實現(xiàn)號牌、顏色、車型等特征自動識別功能，所有信息可在前端視頻檢測器內進行存儲，并由專用通信軟件將獲取的信息實時傳遞給指揮中心。而視頻編碼器為可選項，當系統(tǒng)需要提供視頻監(jiān)控功能時選用。

　　以一個單側斷面(單向四條車道)為例，前端設備安裝示意圖如圖2。

圖2 前端設備安裝示意圖

　　3、通訊網絡傳輸系統(tǒng)

　　高清車牌識別系統(tǒng)前端信息傳輸，采用具有交換功能的以太網光端機。一個雙向斷面的數(shù)據信息包括4路高清視頻和4路檢測數(shù)據。每路高清視頻帶寬為612Mbps，檢測數(shù)據帶寬隨車流量變化以及發(fā)生事件數(shù)量而不同，按照每車道每秒高峰車流量為0.5估算，每條車道拍攝二張圖片，每路車輛信息占用帶寬約為4.5Mbps。一個雙向斷面的總帶寬最大為17M×4=68M，選用8端口100M以太網光端機完全可以滿足信息傳輸?shù)男枨蟆?/p>

　　所有高清視頻及檢測數(shù)據在中心統(tǒng)一接入系統(tǒng)專用TCP/IP網絡，實現(xiàn)實時監(jiān)控、存儲和檢測應用。

　　4、中心管理應用系統(tǒng)

　　中心管理應用系統(tǒng)，通過專網接收前端視頻檢測器上傳來的各類檢測數(shù)據，在指揮中心實現(xiàn)車牌識別數(shù)據管理、黑名單管理、交通事件管理、交通流數(shù)據管理、數(shù)據存儲以及圖像智能搜索等綜合應用。

　　系統(tǒng)功能

　　前端信息系統(tǒng)功能

　　對經過檢測點的目標實時記錄并保存記錄信息：系統(tǒng)可對途經的監(jiān)控目標(機動車、前排司乘人員、非機動車、行人)進行24小時捕獲，能提供高清晰的圖片。所提供的圖片能夠清晰辨認車輛類型、車身顏色、所載貨物和所處位置，對于人員能清晰辨別人員衣著穿戴等主要特征，還可提供完整的車頭信息，對于駕駛室前排司乘人員,要能提供清晰可辨的面貌特征。系統(tǒng)需自動保存所捕獲車輛(人員)的信息，包括車輛(人員)的圖片、車牌號碼、司乘人員的面貌、車輛經過時的時間、經過的地點等。如下所示：

全景圖片[nextpage]

　　· 圖片信息提供：可提供機動車道圖片、非機動車道圖。要求每經過一輛機動車提供一張全景圖;每經過一輛非機動車，也需提供一張全景目標圖;

　　· 車輛基礎特征信息提?。嚎蓮臋C動車圖片中自動獲取機動車號牌號碼、號牌顏色、號牌結構、車身顏色、車輛類型、裝載情況等信息。其中號牌識別功能為系統(tǒng)能夠通過對機動車號牌定位、字符切分、字符匹配和圖像預處理實現(xiàn)號牌自動識別，可識別“92式”“02式”民用車牌和軍車、警車等特殊號牌，可以識別車牌顏色;

　　· 車輛動態(tài)信息：實時記錄車輛通過卡口斷面的時間、地點、行駛方向;

　　· 車輛速度檢測：支持視頻測速等多種測速方式;

　　· 交通流參數(shù)檢測：獲取斷面車流量、車速、時間占有率等交通參數(shù);

　　· 非機動車特征信息提?。韩@取非機動車的顏色等特征信息，為對象特征匹配和檢索提供支持;

　　· 人特征信息提?。韩@取行人和機動車前排司乘人員的面貌特征、衣著主體顏色等特征信息;

　　· 能夠獲取機動/非機動車亂行、非正常行駛的信息，即能夠抓拍逆行車輛，并能清晰辨別號牌和車輛特征，能夠抓拍非機動車道上的機動車、機動車道上的非機動車和人的特征信息;

　　· 布控撤控功能：可以根據用戶要求對監(jiān)測點施行車輛布控和撤控，支持多種布控方式，包括：號牌布控、模糊布控、車輛顏色布控等;

　　· 車輛比對監(jiān)測報警功能：可根據用戶要求對布控的車輛自動進行比對，對符合報警要求的目標自動進行報警;

　　· 自動報警功能：系統(tǒng)能對違章超速、布控車輛等進行報警，并支持本地和遠程報警;

　　· 提供的數(shù)據和圖像具有防篡改功能，例如采用水印、圖片加密等技術;

　　· 系統(tǒng)具有查詢統(tǒng)計分析功能，對各類報表支持打印功能;

　　· 能夠提供前端采集設備實時運行狀態(tài)信息與故障報警信息，采集范圍包括觸發(fā)單元、抓拍單元、傳輸單元與預處理單元等設備。

　　中心管理應用系統(tǒng)

　　1、應用系統(tǒng)功能

　　· 系統(tǒng)對時功能;

　　· 遠程維護管理功能;

　　· 設備狀態(tài)監(jiān)測功能;

　　· 設備防盜監(jiān)測功能;

　　· 通信狀態(tài)監(jiān)測功能;

　　· 設備管理功能;

　　· 安全管理功能。

　　2、應用擴展功能

　　· 統(tǒng)一布控報警功能;

　　· 行車軌跡跟蹤功能;

　　· 跟車關聯(lián)性分析功能;

　　· 套牌車輛檢測功能;

　　· 車輛區(qū)域關聯(lián)性分析功能;

　　· 車輛特征數(shù)據獲取功能;

　　· 交通流參數(shù)檢測功能;

　　· 非機動車與人員特征查詢功能。

　　案例分析

　　系統(tǒng)建成后可取得以下效能：

　　· 有效檢測和記錄各路段過往的機動車輛、非機動車輛和行人;

　　· 對過往車輛內前排人員進行抓拍記錄和備案，方便公安對犯罪嫌疑人稽查;

　　· 24小時對監(jiān)測區(qū)進行視頻監(jiān)控;

　　· 及時通報路況、車流等相關交通信息，有效提升道路交通管理效果;

　　· 提高大型安保現(xiàn)場輔助指揮效果;

　　· 協(xié)助相關單位查究違法違章車輛和人員，為偵破刑事案件提供證據;

　　· 降低公安干警勞動強度，提高干警工作效益和效率;

　　· 提升治安管控效果，全天候監(jiān)控給違法犯罪分子心理震懾效果;

　　· 有效提升高速道路交通管理效果。