車牌識別技術及車牌識別系統
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車牌照是全世界唯一對車輛身份識別的標記,盡管牌照的字符、顏色、格式內容和制作材料會多種多樣,但車牌照仍是全球范圍內最為精確和特定的識別標記。車牌識別是現代智能交通系統中的重要組成部分之一,應用十分廣泛。
車牌識別技術(Vehicle License Plate Recognition,VLPR) 是指能夠檢測到受監控路面的車輛并自動提取車輛牌照信息(含漢字字符、英文字母、阿拉伯數字及號牌顏色)進行處理的技術。
它以數字圖像處理、模式識別、計算機視覺等技術為基礎,對攝像機所拍攝的車輛圖像或者視頻序列進行分析,得到每一輛汽車唯一的車牌號碼,從而完成識別 過程。通過一些后續處理手段可以實現停車場收費管理,交通流量控制指標測量,車輛定位,汽車防盜,高速公路超速自動化監管、闖紅燈電子警察、公路收費站等 等功能。對于維護交通安全和城市治安,防止交通堵塞,實現交通自動化管理有著現實的意義。
汽車牌照號碼是車輛的唯一“身份”標識,牌照自動識別技術可以在汽車不作任何改動的情況下實現汽車“身份”的自動登記及驗證,這項技術已經應用于公路收費、停車管理、稱重系統、交通誘導、交通執法、公路稽查、車輛調度、車輛檢測等各種場合。
從技術上評價一個車牌識別系統,主要有兩個指標,即識別準確率、識別速度。
識別準確率
一個車牌識別系統是否實用,最重要的指標是識別率和識別準確率。根據GA/T 497-2004和GA/T 497-2009中定義:
識別率 = 號牌被自動識別的車輛數/號牌信息有效的車輛總數。
識別準確率 = 號牌信息識別正確的車輛數/號牌信息有效的車輛總數。
(注:號牌信息有效是指車輛號牌完整、清晰、安裝規范,且無遮擋、無污損。)
在新頒發的GA/T 497-2009中,號牌識別率指標評價被取消,只保留號牌識別準確率,且規定白天車輛號牌識別準確率應不小于90%;夜間車輛號牌識別準確率應不小于80%。
由于對號牌信息有效這一結論需要人工判定,所以還需要將車輛號牌圖像和識別結果都存儲下來,以便調取查看。然后,通過對實際通過的車輛圖像以及正確的人工識別結果進行數量統計,以得到識別率和識別準確率,以及可信度、誤識率這些中間結果。
為了測試一個車牌識別系統識別率,需要將該系統安裝在一個實際應用環境中,全天候運行24小時以上,采集至少1000輛自然車流通行時的車牌照進行識別。
識別速度
識別速度決定了一個車牌識別系統是否能夠滿足實時應用的要求。一個識別率很高的系統,如果需要幾秒鐘,甚至幾分鐘才能識別出結果,那么這個系統就會因 為滿足不了實際應用中的實時要求而毫無實用意義。例如,在高速公路收費中車牌識別應用的作用之一是減少通行時間,速度是這一類應用里減少通行時間、避免車 道堵車的有力保障。
根據GA/T 833-2009中要求,識別時間≤(A/B)×(K×100)(ms)。
上述式子中的A表示用于識別的圖像分辨率;B為固定常數,其值為768×576=442368;K為圖像中存在的車牌數量。
即車牌圖像為768×576像素點時,當圖像中存在一個號牌時,其識別時間≤100ms;當圖像中存在二個號牌時,其識別時間≤200ms。
另外,一個車牌識別系統的后臺管理體系,決定了這個車牌識別系統是否好用。必須清楚地認識到重要的一點是識別率達到100%是不可能的,因為車牌照污損、模糊、遮擋,或者天氣也許很糟(下雪、冰雹、大霧等等)。后臺管理體系的功能應該包括:
1)、識別結果和車輛圖像數據的可靠存儲,當多功能的系統操作使得網絡出差錯時能保護圖像數據不會丟失,同時便于事后人工排查;
2)、有效的自動比對和查詢技術,被識別的車牌照號碼要同數據庫中成千上萬的車牌號碼自動比對和提示報警,如果車牌照號碼沒有被正確讀取時就要采用模糊查詢技術才能得出相對“最佳”的比對結果:
3)、一個好的車牌識別系統對于聯網運行,還需要提供實時通信、網絡安全、遠程維護、動態數據交互、數據庫自動更新、硬件參數設置、系統故障診斷;
汽車牌照識別系統的基本工作原理為:當系統發現有車輛通過時(通過埋地感應線圈或視頻檢測),觸發圖像采集系統,CCD攝像機攝取包含車輛牌照的圖像,將圖像通過視頻采集卡輸入計算機進行預處理,再由檢索模塊對牌照進行搜索、檢測、定位,并分割出包含牌照字符的矩形區域,然后對牌照字符進行二值化并將其分 割為單個字符,規一化后輸入字符識別子系統進行識別。
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它以數字圖像處理、模式識別、計算機視覺等技術為基礎,對攝像機所拍攝的車輛圖像或者視頻序列進行分析,得到每一輛汽車唯一的車牌號碼,從而完成識別 過程。通過一些后續處理手段可以實現停車場收費管理,交通流量控制指標測量,車輛定位,汽車防盜,高速公路超速自動化監管、闖紅燈電子警察、公路收費站等 等功能。對于維護交通安全和城市治安,防止交通堵塞,實現交通自動化管理有著現實的意義。
汽車牌照號碼是車輛的唯一“身份”標識,牌照自動識別技術可以在汽車不作任何改動的情況下實現汽車“身份”的自動登記及驗證,這項技術已經應用于公路收費、停車管理、稱重系統、交通誘導、交通執法、公路稽查、車輛調度、車輛檢測等各種場合。
從技術上評價一個車牌識別系統,主要有兩個指標,即識別準確率、識別速度。
識別準確率
一個車牌識別系統是否實用,最重要的指標是識別率和識別準確率。根據GA/T 497-2004和GA/T 497-2009中定義:
識別率 = 號牌被自動識別的車輛數/號牌信息有效的車輛總數。
識別準確率 = 號牌信息識別正確的車輛數/號牌信息有效的車輛總數。
(注:號牌信息有效是指車輛號牌完整、清晰、安裝規范,且無遮擋、無污損。)
在新頒發的GA/T 497-2009中,號牌識別率指標評價被取消,只保留號牌識別準確率,且規定白天車輛號牌識別準確率應不小于90%;夜間車輛號牌識別準確率應不小于80%。
由于對號牌信息有效這一結論需要人工判定,所以還需要將車輛號牌圖像和識別結果都存儲下來,以便調取查看。然后,通過對實際通過的車輛圖像以及正確的人工識別結果進行數量統計,以得到識別率和識別準確率,以及可信度、誤識率這些中間結果。
為了測試一個車牌識別系統識別率,需要將該系統安裝在一個實際應用環境中,全天候運行24小時以上,采集至少1000輛自然車流通行時的車牌照進行識別。
識別速度
識別速度決定了一個車牌識別系統是否能夠滿足實時應用的要求。一個識別率很高的系統,如果需要幾秒鐘,甚至幾分鐘才能識別出結果,那么這個系統就會因 為滿足不了實際應用中的實時要求而毫無實用意義。例如,在高速公路收費中車牌識別應用的作用之一是減少通行時間,速度是這一類應用里減少通行時間、避免車 道堵車的有力保障。
根據GA/T 833-2009中要求,識別時間≤(A/B)×(K×100)(ms)。
上述式子中的A表示用于識別的圖像分辨率;B為固定常數,其值為768×576=442368;K為圖像中存在的車牌數量。
即車牌圖像為768×576像素點時,當圖像中存在一個號牌時,其識別時間≤100ms;當圖像中存在二個號牌時,其識別時間≤200ms。
另外,一個車牌識別系統的后臺管理體系,決定了這個車牌識別系統是否好用。必須清楚地認識到重要的一點是識別率達到100%是不可能的,因為車牌照污損、模糊、遮擋,或者天氣也許很糟(下雪、冰雹、大霧等等)。后臺管理體系的功能應該包括:
1)、識別結果和車輛圖像數據的可靠存儲,當多功能的系統操作使得網絡出差錯時能保護圖像數據不會丟失,同時便于事后人工排查;
2)、有效的自動比對和查詢技術,被識別的車牌照號碼要同數據庫中成千上萬的車牌號碼自動比對和提示報警,如果車牌照號碼沒有被正確讀取時就要采用模糊查詢技術才能得出相對“最佳”的比對結果:
3)、一個好的車牌識別系統對于聯網運行,還需要提供實時通信、網絡安全、遠程維護、動態數據交互、數據庫自動更新、硬件參數設置、系統故障診斷;
汽車牌照識別系統的基本工作原理為:當系統發現有車輛通過時(通過埋地感應線圈或視頻檢測),觸發圖像采集系統,CCD攝像機攝取包含車輛牌照的圖像,將圖像通過視頻采集卡輸入計算機進行預處理,再由檢索模塊對牌照進行搜索、檢測、定位,并分割出包含牌照字符的矩形區域,然后對牌照字符進行二值化并將其分 割為單個字符,規一化后輸入字符識別子系統進行識別。
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