近年來，車牌自動識別技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于城市智能交通系統(tǒng)中，如闖紅燈抓拍、超速行駛違章抓拍及交通治安卡口系統(tǒng)等，尤其是交通治安卡口系統(tǒng)，其作為治安刑偵管理的重要科技手段之一，對車牌自動識別技術(shù)提出了更高的要求，促進(jìn)了車牌自動識別技術(shù)的快速發(fā)展。高清系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得圖像分辨率大大提高，為車牌自動識別技術(shù)提供了良好的基礎(chǔ)條件，車牌識別的準(zhǔn)確率得到很大的提高，并且相應(yīng)的識別基礎(chǔ)數(shù)據(jù)被不斷地得到挖掘。

　　卡口系統(tǒng)一般采用基于分布式集中管理的策略，通過多層次立體式結(jié)構(gòu)，把系統(tǒng)前端物理層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)處理層和用戶應(yīng)用層有機(jī)結(jié)合起來，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1  卡口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

　　系統(tǒng)主要由前端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)、中心管理子系統(tǒng)等部分組成。前端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)通過視頻跟蹤和分析技術(shù)獲取車輛的經(jīng)過時間、速度、圖片、車牌號碼、車身顏色等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)傳輸?shù)街行墓芾碜酉到y(tǒng)。中心管理子系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理、存儲、共享等處理。

　　車牌自動識別流程

　　系統(tǒng)前端采用了嵌入式高清一體化攝像機(jī)，可實(shí)現(xiàn)百萬級分辨率的視頻和圖片碼流輸出，內(nèi)置了高性能DSP芯片，支持內(nèi)置智能算法、可實(shí)現(xiàn)視頻檢測、車牌自動識別等功能。

　　內(nèi)置相機(jī)的車牌自動識別系統(tǒng)使用了獨(dú)特的紋理+模型算法，具有定位精準(zhǔn)，識別速度快，識別精度高，誤識率低等特點(diǎn)，不但能捕獲有車牌的車輛，對于無牌車同樣也能進(jìn)行正常捕獲。將傳統(tǒng)模式中基于后端服務(wù)器或前端工控機(jī)的車牌識別算法移植到前端相機(jī)中，具有高集成度，高穩(wěn)定性，高適應(yīng)性等特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)的PC或工控機(jī)模式，更能適應(yīng)實(shí)際道路的復(fù)雜環(huán)境，更能滿足智能交通系統(tǒng)中全天候工作的要求。

　　采用了動態(tài)視頻識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對視頻流每一幀圖像進(jìn)行識別，從而達(dá)到增加識別比對次數(shù)，大大提高了識別的效率和準(zhǔn)確率。

　　車輛牌照的自動識別主要是基于圖像分割和圖像識別理論，對含有車輛號牌的圖像進(jìn)行分析處理，從而確定牌照在圖像中的位置，并進(jìn)一步提取和識別出文本字符。[nextpage]

　　識別的具體步驟分為車牌定位、車牌提取、字符識別。在自然環(huán)境中，相機(jī)首先對采集到的視頻圖像進(jìn)行大范圍相關(guān)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(jìn)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，并將其從圖象中分割出來。

　　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(jìn)行識別，車牌識別算法采用基于模板匹配算法，首先將分割后的字符二值化,并將其尺寸大小縮放為字符數(shù)據(jù)庫中模板的大小，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，通過這種多次比對的方式極大了提高了車牌識別的準(zhǔn)確率。

　　車牌識別功能

　　卡口系統(tǒng)采用先進(jìn)的圖像識別算法，實(shí)現(xiàn)對通過的所有車輛進(jìn)行車輛號碼識別、號牌顏色識別、車身顏色及車型等自動識別。

　　1、號牌結(jié)構(gòu)識別系統(tǒng)能識別的號牌結(jié)構(gòu)包括

　　單排字符結(jié)構(gòu)的號牌，如軍隊用小型汽車號牌、GA36-2007中的小型汽車號牌、港澳入出境車號牌、教練汽車號牌等;

　　· 武警用小型汽車號牌;

　　· 警用汽車號牌;

　　· 雙排字符結(jié)構(gòu)的號牌，如軍隊用大型汽車號牌、武警用大型汽車號牌、GA36-2007中的大型汽車號牌、掛車號牌、低速汽車號牌等。

　　2、號牌字符識別

　　識別的字符包括:數(shù)字：0~9;字母：A~Z;省、自治區(qū)、直轄市簡稱;軍牌用漢字號牌分類用漢字;武警號牌特殊字符：WJ、00~34、練。

　　3、號牌顏色識別

　　系統(tǒng)能識別藍(lán)、黃、白、黑四種底色的機(jī)動車號牌。系統(tǒng)采用車牌顏色和視頻檢測技術(shù)結(jié)合的方法對車輛進(jìn)行分型。對于民用車來說，藍(lán)顏色車牌表示的是小型車輛，而黃顏色車牌表示的是大型車輛。因此，首先利用車牌顏色判斷車輛類型，對于無法根據(jù)車牌顏色判別車型或者無法判斷車牌顏色的情況，利用圖像分析技術(shù)來輔助區(qū)分車輛的類型。

　　4、車輛號牌識別

　　號牌識別信息包含號牌結(jié)構(gòu)、號牌字符、號牌顏色等信息。

　　車牌自動識別系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)

　　1、強(qiáng)大的ISP處理能力

　　車牌自動識別系統(tǒng)的識別率與牌照質(zhì)量和拍攝的圖像質(zhì)量有非常密切的關(guān)系，不但牌照本身的生銹、污損、油漆剝落、字體褪色等各種因素會大大影響車牌識別的準(zhǔn)確性，而且拍攝的環(huán)境是否理想也會給車牌識別帶來很大的影響。

　　智能交通攝像機(jī)內(nèi)置了強(qiáng)大的ISP處理功能，可提供視頻穩(wěn)定、面部檢測、噪聲過濾、自動白平衡、自動曝光以及伽馬校正、邊緣增強(qiáng)等功能，將圖像質(zhì)量和效果提升到一個新的層次，不但改善了用戶實(shí)際觀感，更為智能化應(yīng)用如車牌識別等提供了很好的運(yùn)算分析基礎(chǔ)，充分保證了較高的車牌識別的準(zhǔn)確率。

　　2、對光照氣候背景良好的適應(yīng)性

　　很多車牌識別系統(tǒng)在陰天時識別率較高，晴天時反而下降甚至無法識別。直射光情況下，拍攝方向與陽光照射方向相同，拍攝到的車牌區(qū)域很亮導(dǎo)致字符筆劃較粗、相互粘連，而且我國的車牌都采用反光漆，嚴(yán)重時會出現(xiàn)鏡面反射，無法看清車牌號碼。另外，車體表面的反光產(chǎn)生的亮線、光暈也會對識別造成影響。牌照識別多數(shù)用于識別運(yùn)動中的車輛，車牌區(qū)域在整個圖像中是不固定的，普通攝像機(jī)無法根據(jù)車牌區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)。夜間環(huán)境下車輛開啟車燈，普通攝像機(jī)受大燈的影響減弱曝光強(qiáng)度造成圖像車牌區(qū)域很暗，無法看清號碼，車大燈的光線還可能形成大面積光暈遮擋牌照區(qū)域。

　　而環(huán)境光線動態(tài)分析技術(shù)、局部亮度反饋閉環(huán)控制技術(shù)，能對圖像整體亮度和車牌區(qū)域亮度實(shí)時分析、控制，并智能地調(diào)整攝像機(jī)的光圈、快門、增益等曝光參數(shù)，動態(tài)跟蹤光線的變化，對復(fù)雜的環(huán)境、氣候及光照變化具有良好的適應(yīng)性，全天候都可拍攝到最清晰的圖像，進(jìn)而確保了極高的車牌識別率。

　　3、準(zhǔn)確抓拍無后車牌或者后車牌遮擋的車輛

　　系統(tǒng)采用成熟穩(wěn)定可靠的地感線圈和先進(jìn)的視頻分析檢測技術(shù)，對于無后車牌或者為了逃避抓拍故意將后車牌遮擋的車輛同樣能夠準(zhǔn)確抓拍，確保路口違章情況記錄準(zhǔn)確、完整，為交管部門實(shí)施交通管理措施、違章處罰等提供可靠線索和依據(jù)。

　　4、多車道、多車輛同時號牌識別

　　車牌識別不是一項孤立的技術(shù)，而是與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合緊密，充分考慮到系統(tǒng)應(yīng)用的各種實(shí)際情況，針對多車道、多輛車同時號牌識別也進(jìn)行了專門設(shè)計。一些廠家采用的是最先進(jìn)的視覺分析算法，不僅能夠在極短的時間內(nèi)對畫面中的所有車牌實(shí)現(xiàn)快速定位、快速識別并輸出識別結(jié)果，而且同樣能夠保證極高的車牌識別率。

　　5、車牌識別速度快

　　車牌識別速度決定了車牌識別系統(tǒng)是否能夠滿足實(shí)時實(shí)際應(yīng)用的要求。一個識別率很高的系統(tǒng)，如果需要幾秒鐘，甚至幾分鐘才能識別出結(jié)果，那么這個系統(tǒng)就會因為滿足不了實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)時要求而毫無實(shí)用意義。

　　智能交通攝像機(jī)內(nèi)置的車牌識別算法具有極高的識別效率，單車牌識別時間平均在40ms左右，較快的識別速度能夠很好地避免車牌漏識別，同時能夠及時地為其他智能分析應(yīng)用釋放出更多的系統(tǒng)資源。

　　6、車牌識別像素、角度容忍度高

　　車牌識別技術(shù)具有較高的識別像素、角度容忍度，識別車牌大小范圍可達(dá)到75像素到220像素;支持識別車牌存在一定程度的傾斜，傾斜±15°以內(nèi)都能夠正常識別。對于車牌的大小、車輛出現(xiàn)在畫面中的遠(yuǎn)近、偏斜位置具有良好的適應(yīng)能力，極大地提升了系統(tǒng)的實(shí)用性。

　　結(jié)語

　　車牌自動識別系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，已是一項較為成熟的技術(shù)。傳統(tǒng)的車牌識別系統(tǒng)基于模擬標(biāo)清圖像來進(jìn)行檢測和識別，由于標(biāo)清圖像分辨率低，層次感不強(qiáng)且視場較小等原因，導(dǎo)致車牌識別不能達(dá)到理想的效果，往往為了達(dá)到車牌識別率而需要犧牲車輛全景，因此需要通過兩臺攝像機(jī)配合來完成車牌的特寫和車輛全景的記錄，系統(tǒng)復(fù)雜度較高。

　　相信在未來幾年，隨著各地高清智能交通系統(tǒng)的不斷應(yīng)用建設(shè)，車牌自動識別技術(shù)會逐步向高清化、集成化、智能化發(fā)展，在各個應(yīng)用系統(tǒng)中，將會不斷發(fā)揮其越來越重要的作用。