智能化車(chē)牌識別在交通管理的應用與技術(shù)分析

　現代汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，在給人們的工作和生活帶來(lái)了巨大便利的同時(shí)，也加重了交通管理的壓力。由此，交通管理智能化被提上日程，應之而生的智能交通逐漸成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)，尤其在最近幾年，智能交通發(fā)展十分迅速。

　　車(chē)牌識別的優(yōu)勢

　　在智能交通應用中，除了提取車(chē)輛信息外，如何便捷地確認車(chē)輛身份也格外重要。在眾多車(chē)輛身份確認方式中，車(chē)牌識別以其在應用中的卓越表現而獲得業(yè)界的普遍認可。與其他識別方式相比，車(chē)牌識別具有如下突出優(yōu)勢。

　　唯一性

　　車(chē)牌作為車(chē)輛身份的標識，具有唯一性，世界上沒(méi)有任何兩輛車(chē)使用完全相同的合法車(chē)牌。雖然在國外存在兩輛車(chē)使用相同車(chē)牌號碼的情況，但車(chē)牌顏色各異。

　　車(chē)牌信息制定的規范性

　　作為車(chē)輛識別標識，車(chē)牌有著(zhù)十分規范的編碼方式，給識別提供了便利條件。對每一類(lèi)型的車(chē)牌，其車(chē)牌格式類(lèi)型都是唯一的，如普通民用車(chē)中，車(chē)牌的第一個(gè)字符都為漢字，且為車(chē)輛所屬省份的簡(jiǎn)稱(chēng)；第二個(gè)字符為字母，且不同字母代表不同的城市。同時(shí)，不同類(lèi)的車(chē)輛使用何種顏色的車(chē)牌也有著(zhù)嚴格的規定，如軍警類(lèi)特種車(chē)輛均使用白色車(chē)牌，民用轎車(chē)均使用藍色車(chē)牌等等。
　　車(chē)牌圖像采集的便利性

　　車(chē)牌的安裝位置相對固定，均安裝在車(chē)輛的最前端和最后端的固定位置，十分顯眼，亦方便拍照采集。

　　車(chē)牌識別系統功能與組成

　　車(chē)牌識別系統主要功能包括

　　·車(chē)輛號牌識別，包括號牌顏色、字母、漢字、數字等完整的牌照信息識別；

　　·車(chē)輛測速功能；

　　·違法車(chē)輛識別報警；

　　·車(chē)輛識別信息與車(chē)管所車(chē)輛信息的聯(lián)動(dòng)控制；

　　·車(chē)輛行駛方向判斷監測。

　　車(chē)牌識別系統功能模塊包括

　　車(chē)牌識別系統主要包含如下功能模塊：抓拍控制模塊，視頻采集模塊，號牌識別模塊，圖像和數據交互控制模塊，遠端接收。

　　各模塊基本功能

　　1、抓拍控制模塊。該模塊主要功能是在有車(chē)輛通過(guò)時(shí)產(chǎn)生抓拍控制信號，并將該信號傳給視頻采集模塊，通知視頻采集模塊進(jìn)行圖像采集。該模塊一般只在非視頻觸發(fā)抓拍的方式下使用，在視頻觸發(fā)抓拍方式下，一般在軟件中控制抓拍，不需要抓拍控制模塊。

　　2、視頻采集模塊。該模塊的主要功能是在需要進(jìn)行視頻采集時(shí)，完成視頻圖像的采集，通過(guò)圖像和數據交互控制模塊，為后續的識別提供圖片。

　　3、號牌識別模塊。

　　該模塊是車(chē)牌識別系統的核心模塊，主要功能是將視頻模塊提供的圖片進(jìn)行號牌識別，提取出其中的車(chē)牌信息，通過(guò)圖像和數據交互控制模塊，完成數據的傳輸。在某些應用場(chǎng)所中，傳輸車(chē)牌識別結果的同時(shí)，還要求將圖像進(jìn)行編碼壓縮，將碼流傳送給遠端接收系統，從硬件設計的角度看，圖像的壓縮和編碼一般也是在識別模塊中完成的。

　　4、圖像和數據交互控制模塊。該模塊的主要功能是完成圖像和數據的傳輸，同時(shí)實(shí)現與遠端接收模塊的數據交互。

　　5、遠端接收模塊。遠端接收模塊主要是用來(lái)接收車(chē)牌識別系統的識別結果信息和相關(guān)的圖片或碼流。

　　車(chē)牌識別系統識別原理

　　車(chē)牌識別系統實(shí)現的方式主要分為兩種：一種是靜態(tài)圖像圖片的識別，另一種是動(dòng)態(tài)視頻流的實(shí)時(shí)識別。

　　靜態(tài)圖像識別技術(shù)的識別有效率較大程度受制于圖像的抓拍質(zhì)量，為單幀圖像識別，目前市場(chǎng)產(chǎn)品識別速度平均在200毫秒左右；而動(dòng)態(tài)視頻流的識別技術(shù)適應性較強，識別速度快，它實(shí)現了對視頻每一幀圖像進(jìn)行識別，增加識別比對次數，擇優(yōu)選取車(chē)牌號，關(guān)鍵在于較少受到單幀圖像質(zhì)量的影響，目前市場(chǎng)上較好的產(chǎn)品在PC上識別的時(shí)間可控制在10毫秒以?xún)取?nbsp;

　　車(chē)輛牌照的識別是基于圖像分割和圖像識別理論，對含有車(chē)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。

　　識別步驟概括為：車(chē)牌定位、車(chē)牌提取、字符識別。三個(gè)步驟的識別工作相輔相成，各步驟的有效率都較高，整體的識別率才會(huì )提高。識別速度的快慢取決于字符識別，字符的識別目前的主要應用技術(shù)為比對識別樣本庫，即將所有的字符建立樣本庫，字符提取后通過(guò)比對樣本庫實(shí)現字符的判斷，識別過(guò)程中將產(chǎn)生可信度、傾斜度等中間結果值；另一種是基于字符結構知識的字符識別技術(shù)，更加有效地提高識別速率和準確率，適應性較強。

　　車(chē)牌識別系統主要性能參數

　　車(chē)牌識別系統的優(yōu)劣主要由二個(gè)關(guān)鍵參數共同決定：識別率、識別速度。

　　識別率

　　車(chē)牌識別系統是否實(shí)用，最重要的指標是識別率。國際公認的識別率指標要求是24小時(shí)全天候全牌正確識別率85%？95%。識別率統計也有以下三種方式：

　　1、自然流量識別率=識別車(chē)牌號的總數/實(shí)際通過(guò)的車(chē)輛總數。

　　2、可識別車(chē)牌率=人工正確讀取的車(chē)牌號總數/實(shí)際通過(guò)的車(chē)輛總數。

　　3、全牌識別準確率=全牌正確識別的車(chē)牌總數/人工識別讀取的車(chē)牌號總數。

　　以上指標決定了車(chē)牌識別的識別率。

　　識別速度

　　識別速度決定了車(chē)牌識別系統是否能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)實(shí)際應用的要求。目前，國際交通技術(shù)給的識別速度是1秒以?xún)�，當然識別速度是越快越好。

　　市場(chǎng)上的車(chē)牌識別系統在實(shí)際應用中識別速度平均為200毫秒，而較好的車(chē)牌識別系統已經(jīng)達到了10毫秒，實(shí)際應用識別速度能夠達到平均40毫秒。

　　車(chē)牌識別系統存在的主要問(wèn)題

　　相機技術(shù)有待提高

　　各大攝像機廠(chǎng)家針對道路監控研發(fā)出相應的產(chǎn)品，并針對交通的特殊要求進(jìn)行改進(jìn)，然而由于道路監控中攝像機長(cháng)期處于室外，受客觀(guān)環(huán)境影響較大。因此不僅要求攝像機攝制的圖像清晰度高，還要求攝像機適應性強。

　　圖像的高分辨率與識別速度的矛盾有待解決

　　高清優(yōu)勢不言而喻，但是任何事情都是兩面的，而在車(chē)牌識別系統中，主要體現為：高清圖片由于圖片覆蓋面廣，可能會(huì )同時(shí)在圖片中出現多個(gè)車(chē)牌的識別問(wèn)題。再有高清由于數據量過(guò)大，不僅會(huì )出現處理速度過(guò)慢的問(wèn)題，還會(huì )因對資源占用需求過(guò)大而難以實(shí)現高清視頻流識別。

　　車(chē)牌識別系統的圖片適應性亟需加強

　　目前的車(chē)牌識別產(chǎn)品都要求所識別的車(chē)牌大小固定，而對過(guò)大和過(guò)小的車(chē)牌一般都不能準確識別。這樣就造成對視頻觸發(fā)的情況下部分車(chē)牌無(wú)法被識別的問(wèn)題。此外，在有些現場(chǎng)環(huán)境中，由于受外界條件的影響，無(wú)法將相機架設在最合理位置，會(huì )造成圖片中車(chē)牌不同程度的變形。

　　對污損車(chē)牌的識別效果不好

　　在實(shí)際的應用中，很難保證所涉及到的車(chē)牌都是沒(méi)有污損的，車(chē)牌在使用幾年之后，難免會(huì )出現污染和磨損等現象，而在路面上行駛的車(chē)輛也很難保證都是標準干凈的車(chē)牌，因此在實(shí)際環(huán)境中，面對破損污舊的車(chē)牌，如何提高車(chē)牌識別系統的識別能力也是實(shí)際需要解決的問(wèn)題。

　　結語(yǔ)

　　現在車(chē)牌識別系統已被廣泛應用，同類(lèi)型產(chǎn)品五花八門(mén)，正可謂“百花齊放、百家爭鳴”。本文僅是筆者對車(chē)牌識別系統發(fā)表一點(diǎn)認識和提出自已的經(jīng)驗，以供業(yè)內同行參考。

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