车牌识别系统 车流中练就“火眼金睛”(2)

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前端路口控制系统
        其前端路口控制系统包括采集单元、补光单元、触发单元、识别控制单元等部分。天津天地伟业数码科技有限公司交通平安城市部产品总监孙涛解释说，当触发单元检测到车辆时，即发送信息给采集单元，其会随即对车辆进行捕捉抓拍和辨识，并形成可上传的识别信息，包括车辆牌照号、牌照颜色、字符及车型、车辆颜色，有的系统还可包括车辆前排乘座人员的特征状况等。

1、采集单元
        采集单元主要是指前端摄像机，因道路环境较为复杂，其所使用的摄像机比一般监控用的摄像机要求高很多。据海湾叶继主分析，现在照车牌的摄像机主要使用在出入口、高速公路和城市道路上。因室外环境非常复杂，高低温、雨雪、烟雾等的影响易造成车牌无法辨识，甚至中午强光照射等，都有可能因为摄像机快门、进光量，以及其他功能无法适当配合而不能将车牌清晰地辨识出来。

        正是由于一系列因素的影响，车牌识别用摄像机不仅需要动态范围宽、低照度等，还要求具备强光抑制功能，此项功能主要是为了解决在夜间环境光照不足而又缺少补光的条件下，因车牌周边汽车强光灯照射而导致车牌部分曝光不足，出现车牌模糊或根本无法辨识的情况。

        神州数码叶韶光表示，现在道路监控中使用的摄像机分标清与高清两种，其中高清摄像机一般为百万像素IP摄像机，甚至有的是300万或500万像素的高清摄像机，1台高清摄像机可代替多台标清摄像机，并同时可监看多个车道，甚至可看清驾驶员的面部等。但因其采用CMOS传感器，低照度性能差，夜晚效果不佳，而标清摄像机虽然清晰度不如高清摄像机，但夜间低照度效果却高于高清摄像机，这样就会大大提升夜晚的识别率。但不可否认的是，高清摄像机已成为未来的一个应用方向。

        “除此之外，夜间十字路口闯红灯抓拍系统对摄像机要求也很高。由于夜间周边环境较暗，红绿灯的亮度比周边环境亮很多，摄像机会默认为亮度信号，从而无法表现出真实的颜色，使红绿灯的颜色无法看清楚，尤其是红灯与黄灯。”神州数码叶韶光表示。针对此种情况，神州数码AMPON独创的红绿灯辨识技术，可针对亮度区域独立处理色彩，从而确保红绿灯颜色真实。现在红绿灯抓拍系统已经成为“平安城市”项目的重要组成部分，因此在其产品中预设电子快门技术，可同时满足车牌抓拍和道路治安监控的需求，避免普通摄像机单一快门速度导致出现环境亮度和高速运动车辆在抓拍上的矛盾。

2、补光单元
        在夜间光线不足的情况下，仅靠摄像机技术仍无法清楚地辨识到满足要求的车牌信息（车牌颜色、字符等），通常都还会安装补光灯，以获取清晰的车辆信息。上海博康虞正华表示，这些补光单元是与摄像机配套的，传统使用的是常明灯，但此种灯耗电量大，不够环保，现在已改为闪光灯和LED灯。但由于闪光灯会给驾驶员开车带来影响，因此交管部门已开始禁止使用，而LED灯则属于较新的技术，较为环保，且光亮度也足够，已逐步发展成为主流。补光灯在夜间主要与摄像机配合进行抓拍，以在夜间光线不足的情况下，抓拍到的车牌及包括车牌颜色、车牌字符，甚至车辆颜色及前排驶乘人员面部特征等，使图像较为清晰，以备存储。

3、触发单元
车牌识别系统的触发单元主要是用来检测车辆是否抵达抓拍区域。汉王的蒋辉解释说：“如在高速公路上安装车牌识别系统时，当触发单元检测到车辆已驶达抓拍区域时，即发送信号给摄像机进行抓拍，摄像机将抓拍的信息发送给识别单元。”目前主要使用的触发方式有地感线圈型车辆检测器、雷达测速，以及视频触发等方式。

       其中地感线圈是在需抓拍的道路适当位置埋一个线圈，当车辆压过线圈时，车辆检测器检侧到线圈的感应信号，随即发送信号给主机，控制摄像机进行抓拍。深圳景阳科技股份有限公司国内营销技术总监任勇表示，此种地感线圈型车辆检测器技术较成熟，目前使用较多，准确率也较高，可达到95%以上的抓拍精度，且抓拍位置固定，使得车辆识别率也很高。缺点是施工时会破坏路面，且线圈寿命受外界环境影响较大，会出现老化或断裂等情况。

        而视频触发方式，是在主机画面上设定一个虚拟的线圈，当有车辆进入虚拟线圈时，主机判断即进行抓拍。其优点是不需要埋设线圈，大大减少了施工工程量，方便安装。但其存在判断准确率稍低的问题，尤其是夜间光线黑暗，没有良好的补光时，会使捕获率及识别率大大降低。
雷达检测是采用雷达控制器发射的无线电波来检测车辆是否进入抓拍区，从而控制抓拍。该技术还被主要用来检测车辆速度，包括超速、限速等情况。景阳任勇解释，雷达使用无线电波，并采用区间测速的方式，在高速公路上设置两个区间点，通过计算车辆进出此区域的时间来计算车辆的速度，以判断其是否超速。

        比较各种车辆检测触发抓拍的方式，天地伟业苏涛表示，线圈与雷达是属于硬件触发方式，通过硬件触发进行抓拍，由识别单元（其内嵌识别软件）对抓拍的图片进行识别，其不但识别正确率高，还能有效节省系统的资源占用情况；而视频触发方式虽然施工安装方便灵活，但其需将采集的每一帧图片进行软件识别，对资源的开销占用开销大，且易受环境影响，触发精度很难达到硬件触发的精度，虽可设定多种抓拍规则，但在“捕获率、识别率”这些硬性指标上很难超过硬件外触发的系统”。“且目前视频触发还无统一标准，技术还欠成熟，易出现误报、漏报情况。”汉王蒋辉也补充解释道。

4、识别控制单元
        识别控制单元其实是一台能适用于恶劣环境运行的嵌入式工控机，其内嵌识别控制软件，要实现触发检测、摄像机抓拍控制、车牌识别和网络上传等多项功能。当触发单元检测到车辆驶入抓拍区域时，即发送信号给识别控制单元，进而由识别控制单元去控制摄像机进行抓拍，摄像机便将抓拍到的信息发送给识别控制单元。随后识别控制单元对抓拍的信息进行处理，即对抓拍的图片进行分析和识别，其中最主要是车牌识别。识别其一般包括车牌定位，车牌切分，二值化和最终的字符识别等。有的算法还会有图像校正，阴影处理等。现在的车牌识别系统还会引入了目标跟踪技术，并且引入颜色识别、车型识别、车标识别技术等。
(中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮)