車牌識別系統的識別原理

識別流程

牌照自動識別是一項利用車輛的動態視頻或靜態圖像進行牌照號碼、牌照顏色自動識別的模式識別技術。其硬件基礎一般包括觸發設備（監測車輛是否進入視野）、攝像設備、照明設備、圖像采集設備、識別車牌號碼的處理機（如計算機）等，其軟件核心包括車牌定位算法、車牌字符分割算法和光學字符識別算法等。某些車牌識別系統還具有通過視頻圖像判斷是否有車的功能稱之為視頻車輛檢測。一個完整的車牌識別系統應包括車輛檢測、圖像采集、車牌識別等幾部分(如圖1所示)。當車輛檢測部分檢測到車輛到達時觸發圖像采集單元，采集當前的視頻圖像。車牌識別單元對圖像進行處理，定位出牌照位置，再將牌照中的字符分割出來進行識別，然后組成牌照號碼輸出。

車輛檢測

車輛檢測可以采用埋地線圈檢測、紅外檢測、雷達檢測技術、視頻檢測等多種方式。采用視頻檢測可以避免破壞路面、不必附加外部檢測設備、不需矯正觸發位置、節省開支，而且更適合移動式、便攜式應用的要求?！　?/span>

系統進行視頻車輛檢測，需要具備很高的處理速度并采用優質的算法，在基本不丟幀的情況下實現圖像采集、處理。若處理速度慢，則導致丟幀，使系統無法檢測到行駛速度較快的車輛，同時也難以保證在有利于識別的位置開始識別處理，影響系統識別率。因此，將視頻車輛檢測與牌照自動識別相結合具備一定的技術難度。

號碼識別　

為了進行車牌識別，需要以下幾個基本的步驟：

1)牌照定位，定位圖片中的牌照位置；

2)牌照字符分割，把牌照中的字符分割出來；

3)牌照字符識別，把分割好的字符進行識別，Z終組成牌照號碼?！　?/span>

車牌識別過程中，牌照顏色的識別依據算法不同，可能在上述不同步驟實現，通常與車牌識別互相配合、互相驗證?！　?/span>

1)牌照定位　　

自然環境下，汽車圖像背景復雜、光照不均勻，如何在自然背景中準確地確定牌照區域是整個識別過程的關鍵。首先對采集到的視頻圖像進行大范圍相關搜索，找到符合汽車牌照特征的若干區域作為候選區，然后對這些侯選區域做進一步分析、評判，Z后選定一個Z合適的區域作為牌照區域，并將其從圖像中分離出來?！　?/span>

2)牌照字符分割　　

完成牌照區域的定位后，再將牌照區域分割成單個字符，然后進行識別。字符分割一般采用垂直投影法。由于字符在垂直方向上的投影必然在字符間或字符內的間隙處取得局部Z小值的附近，并且這個位置應滿足牌照的字符書寫格式、字符、尺寸限制和一些其他條件。利用垂直投影法對復雜環境下的汽車圖像中的字符分割有較好的效果?！　?/span>

3)牌照字符識別方法主要有基于模板匹配算法和基于人工神經網絡算法?；谀０迤ヅ渌惴ㄊ紫葘⒎指詈蟮淖址祷⑵涑叽绱笮】s放為字符數據庫中模板的大小，然后與所有的模板進行匹配，選擇匹配作為結果?；谌斯ど窠浘W絡的算法有兩種：一種是先對字符進行特征提取，然后用所獲得特征來訓練神經網絡分配器；另一種方法是直接把圖像輸入網絡，由網絡自動實現特征提取直至識別出結果?！　?/span>

實際應用中，車牌識別系統的識別率還與牌照質量和拍攝質量密切相關。牌照質量會受到各種因素的影響，如生銹、污損、油漆剝落、字體褪色、牌照被遮擋、牌照傾斜、高亮反光、多牌照、假牌照等等；實際拍攝過程也會受到環境亮度、拍攝方式、車輛速度等等因素的影響。這些影響因素不同程度上降低了車牌識別的識別率，也正是車牌識別系統的困難和挑戰所在。為了提高識別率，除了不斷地完善識別算法還應該想辦法克服各種光照條件，使采集到的圖像Z利于識別。

車牌識別系統原理圖

車牌識別云臺攝像機通過光抑制屏蔽，電子快門調節，寬動態功能等來實現抓拍車牌：

強光屏蔽：在低照度彩色攝像機的基礎上，通過軟件的功能，把圖像中Z亮的部分遮擋。在交通監控中，一般可將大燈的強光遮擋，從而將車牌較清晰的抓拍下來。但是這款攝像機的缺點就是軟件分辨不清，對于圖像Z亮部分界定不清，有可能將車牌號碼也遮擋，同時無法處理高速運動物體的抓拍。目前國產攝像機在強光屏蔽方面做的比較多，效果各方反映不一。

可調電子快門：對于高速運動的物體抓拍(高速公路上的汽車車速一般都在70KM/小時以上)，可以通過降低電子快門速度來實現清晰抓拍，一般都是通過手動方式調整。但是這種方式的問題就是白天、晚上的照度不一樣，必需設置2個快門速度來分別適應白天和晚上的監控。

寬動態功能：這是解決車燈對于抓拍影響的很好的辦法，寬動態Z早是松下公司提出來的。當背景光過亮時，普通攝像機無法很好的解決明暗圖像的顯示問題。

作為智能交通領域確定車輛身份的Z重要手段，車牌識別技術為實現交通的智能管理發揮了很大作用，在各項工作中都有車牌識別技術的滲透。