高清智能车牌识别系统分析

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近年来，利用计算机视觉分析等先进的信息技术实现高效、安全的智能交通已成为交通、治安管理的主要发展方向，而车牌识别是整个智能交通及治安管理大平台建设重要的基础技术，这项技术已被广泛应用于各个相关领域，本文针对当前热门的高清智能车牌识别系统进行简要分析，希望读者喜欢。

        随着国民经济的高速发展，汽车保有量急剧地增长，对交通、治安管理的要求也日益提高，利用计算机视觉分析等先进的信息技术实现高效、安全的智能交通已成为交通、治安管理的主要发展方向，而车牌识别是整个智能交通及治安管理大平台建设重要的基础技术，这项技术已被广泛应用于各个相关领域，如治安卡口系统、电子警察系统、旅行时间系统、区间测速系统、套牌车检测系统、车辆区域关联性查询分析系统、跟车关联性查询分析系统等。另外在公路收费、停车管理、交通诱导、交通执法、车辆调度、交通参数采集等领域也有广泛的应用。

当前热点
        车牌识别系统经过多年的发展，已成为一项较为成熟的技术，总结来看，系统发展呈现出以下几个明显的热点和趋势。

高清晰
        传统车牌识别系统，采用模拟标清成像技术，分辨率最大为768×576，像素数不足。模拟系统线性成像面临图像层次感不强、对比度差等问题，同时由于分辨率的限制，模拟标清摄像机抓拍的图像视场小，为保证车牌抓拍的分辨率往往要牺牲车辆全景，从而导致无法清晰地抓拍前排人员的面部特征及乘坐状况，直接结果是对如刑侦、治安等业务部门要求追查套牌车辆、黑名单车辆、肇事车辆的司机面貌等显得无能为力。

        采用高清晰摄像机成像技术（通常为140万或200万像素，更高分辨率的高清晰摄像机也已出现），并结合新一代补光技术，对车辆及人像抓拍的图像质量大大提高，不仅可以清晰抓拍车牌，还可以提供高质量的前排司乘人员的面貌图像，并且可以记录车辆全貌及车载情况等信息，从而满足了刑侦、治安、交警等多个业务部门的需求。此外，采用200万或者更高像素的摄像机，一个摄像机可以抓拍2-3车道，系统建设效率也明显提高。因此，高清晰的车牌识别系统，包括治安卡口系统、电子警察系统等，已成为当前发展的一个热点。

高智能
传统的车牌识别系统以记录机动车辆和识别车牌为主，主要服务于交通管理应用。当前的车牌识别系统在业务应用上已经超越了单一的交通管理而服务于多个业务部门，而高智能的识别技术能让这些部门的应用成为可能。

        通过智能分析和目标跟踪技术，抓拍对象已不仅局限于机动车，且扩展至非机动车和行人等，更好地服务公安应用；
·通过计算机视觉技术，不仅可识别车牌号，同时可识别车身颜色、行人衣服主体颜色、车辆类型（货车、大巴、中巴、小型货车等）、车标（厂商标志）等，使检索查询更方便，更迅捷。

视频检测触发
        在车牌检测技术上，传统的车牌识别系统采用线圈触发为主，其优点是原理简单，捕获率高。但是敷设线圈需要一定的施工量，维修或安装需中断交通，破坏路面，线圈也有易老化的问题，同时线圈易被重型车辆、路面修理等损坏，在实际使用中有种种不足之处。此外，线圈触发系统因对非机动车和行人无触发效果，故“抓拍”效果不佳。

        另一种常用的触发技术是视频检测技术，基本原理是采用计算机视觉技术和目标跟踪技术来分析视频流，检测出其中的运动目标而实现抓拍。视频检测触发方式主要优点是不需外部触发源，系统安装维护简单。目前最新的视频检测技术对于机动车、非机动车、行人等各种捕获目标已达到极高的图像有效率（>99%）。因此，采用纯视频检测触发的系统或采用线圈检测和视频检测双触发的系统，已成为当前主要发展方向。而视频分析技术，使系统功能进一步扩展，使得事件检测、行为分析成为可能。

系统原理
        车牌识别系统主要包括高清摄像机、镜头、补光灯、车牌识别器、传输系统、中心应用系统等组成。有的系统还需要外部触发单元，如地感线圈+车辆检测器或雷达检测等。车牌识别系统主要是通过对抓拍的图片进行分析以识别车牌。根据采用的触发方式不同，如果采用外触发，例如线圈或者雷达触发，则对触发瞬间抓拍到的图像进行分析以识别车牌。如果采用视频检测方式，则对采集的视频以每秒25帧的帧率分析以识别车牌。
车牌识别算法一般有以下主要步骤：

图1  典型的车牌识别系统示意图

        车牌定位，车牌切分，二值化和最终的字符识别等。此外，成熟的算法一般还有倾斜校正、阴影处理等特殊处理技术。新一代的车牌识别系统还引入了目标跟踪技术以抓拍非机动车和行人等目标，并且引入颜色识别技术、车型识别技术、车标识别技术等。

典型应用
系统结构
        下面介绍一个典型的车牌识别系统，它可以分为前端信息采集系统、通信网络传输系统、中心管理应用系统三大部分，如图1所示。

1、前端信息采集系统
        前端信息采集系统主要由视频检测器、高清摄像机、辅助照明设备及设备基础设施等组成，此系统采用视频检测触发的方式，不需要外部触发单元。

        高清车牌识别系统对运动状态的目标不但要有高速图像捕获率，还必须要抓拍到清晰的图像（车牌、前排司乘人员、行人），作为事后查询、特征搜索和取证的重要依据。为此，采用200万像素的高清晰摄像机和配套的高清镜头（能满足200万像素高清晰摄像机要求的镜头），一台高清晰摄像机可抓拍两个机动车道的车辆并兼顾相邻车道的交叉，同时提供全景照片，彻底解决跨线漏车问题，清楚记录车辆图像，同时还可以清晰地显示前排司乘人员的面貌和行人特征，充分体现高清系统的优势。
(中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮)