车牌自动识别系统的技术提高以及随摄像机的挑战

车牌自动识别系统的技术提高以及随摄像机的挑战一、车牌自动识别系统1.功能特点★本系统是目前识别速度最快的车牌识别系统，采用全新视频流识别方式，可以对视频图像实时逐帧地进行识别，从牌照自动定位到输出字符结果最多不超过10毫秒；★选择车压地感之前4秒钟内拍摄所有图像中最佳的一个进行存储，所以准确率非常高，尤其适合实际应用中比较常见的车牌图像小、倾斜度大、以及亮度较高的有点字符边缘扩散的图像；★每个车道允许多个摄像机同时抓拍或者单个摄像机多重抓拍★当一次处理多个图像时，识别结果将是一个综合的结果，可获得更高的准确性。★可辨别车牌上的所有文字，包括汉字、字母和数字；★可处理单行字符或双行字符；★可识别中华人民共和国车牌，如粤A23567、闽B12356等；★可识别0-2个字母和1-4个数字的港澳车牌；★可识别双车牌，优先顺序：国内车牌＞港澳车牌；★内置了“黑名单”管理功能，可针对车牌的特性，进行完善的最优化的搜索处理；★数据库可存储图像、车牌号码、出入时间等数据，每一条记录都和一张本车图像对应；★可统计或打印所有的车辆数据报表；★采用实时识别，无论有无车辆都不停止识别，只有在车压地感时方停止，同时进入存储数据状态。★自动为出入停车场的所有车辆添加车牌号信息，不需要人工输入，高效自动，避免了人工输入造成的失误；★在数据库档案中自动增加了车牌号数据，在查询、检查等应用中有重要意义；★对于公司内部的停车场或安全区域，自动快速地完成入场检查；★对于免费车可实现自动入场和放行；★车辆驶出停车场时，自动比较车牌号码，增加了安全性，提高了停车场保安的形象。2.车牌自动识别车牌自动识别系统，作为停车场系统的子系统，通过计算机的图像处理自动识别记录车牌，辨别同一车牌的车辆出入场时是否一致，是目前识别速度最快的车牌识别系统。其软件模块可以嵌入到停车场系统软件中，配合硬件共同实现车牌自动识别功能，使停车场系统更加完善精确。特别是智能条码纸票停车场引入了车牌号自动识别功能后，计算机软件将摄像机在入口拍摄的车辆车牌号码图象自动识别并转换成数字信号文件并自动打印车牌号在入口纸票上。方便了管理人员在车辆出场时进行比对，大大增强了系统的安全性。3.系统组成智能车牌自动识别系统由计算机、摄像机、视频捕捉卡、聚光灯、车辆检测器和系统软件模块组成。计算机：CPU—P42.4G或更高内存—256Mb或更高硬盘—40G或更大显卡—AGP2X64M显存；PCI插槽—4个或更多摄像机：信号类别：PAL制式，最少480线镜头聚焦手动设置：手拿与车牌相似的物体站立于触发位置，调节到最清晰为止。镜头光圈应可以设置为自动，图像稍微偏暗一点对识别有利。摄像机应具有强逆光补偿功能。视频捕捉卡：是一种车牌识别系统专用的捕捉卡，每个卡只有一路信号输入。聚光灯：是一种泛光源，和一般的射灯不同，它射出的光比较均匀，不容易产生反射眩光，对于夜晚拍照比较有利。体积比以前使用的射灯要大。车辆检测器：安装车辆检测器的目的主要是为了在固定的位置进行抓拍，使图像中车牌的大小合适，以提高车牌的识别率。4.系统配置计算机：联想3400摄像机：索尼（BAXALL-CD9714）聚光灯：qwr-T611S视频捕捉卡：圆刚EZ-capture车辆检测器：FJC-D610系统软件模块：FJC-CP1005.技术参数适用温度：-40℃--+80℃图像分辨率：768x288或720x288象素车牌上的字符大小：16x16至48x64象素车牌照度：最小250lux(在摄像机方向)车速：最大40km/hr摄像机快门速度：1/500或1/1000S摄像机的水平倾角：最大25°(与车道方向)摄像机的垂直倾角：最大25°(与地面方向)车牌比例：占图像水平宽度的20％～30％识别次数：＞15次/秒准确率：大于95％二、车牌识别对摄像机的挑战1、背光补偿。摄像机在夜间拍摄车牌，背光补偿技术的好坏，直接关系到是否能清晰看清车牌，能否使后端视频检测和分析系统给出正确的判断结果。的车牌识别摄像机背光补偿技术是相对高的。2、摄像机的色彩还原。摄像机没有具体的色彩指标，只能用色度调整和白平衡调整使色彩真实还原。不同种类的摄像机色彩还原程度是不同的，这项指标只有通过调试及和现场真实色彩进行比较。3、摄像机要质量可靠并在安装中要调试方便。道路监控摄像机大都安装在9~15米高的立柱上，安装和拆卸都需要专用工具车或危险的高空作业，如果质量不可靠或调试不方便，势必给施工和工程带来很大成本，并影响正常使用。4、对摄像机清晰度要求。图像水平分辨率要大于480线，高清晰度摄像机要配高清晰度监视器。5、摄像机最低照度也称作灵敏度。最低照度指标不能只看前面的数字有多少，而应该看这个指标是在什么条件下测到的。如彩色最低照度0.15Lux/F1.4/50IRE/AGCON，这表明0.15Lux的低照度是用F1.4通光量镜头，视频信号测量电平在50IRE（350mv），AGCON的条件下测出来的。如果换通光量大的F1.0镜头，视频信号测量电平在25IRE，测出的低照度指标更低。1/2英寸CCD摄像机的灵敏度和图像质量要高于1/3英寸CCD摄像机。关于IRE，定义CCD摄像机的视频输出最大振幅为100IRE或者700毫伏，一个100IRE的视频表示可以完全驱动一个监视器表现最好亮度和对比度的优质影像，只有50IRE或350毫伏的视频表示只有一半的对比度，30IRE或者210毫伏表示只有原始振幅的30%，通常30IRE是最低的可用图像的数值，一个标准的摄像机当自动增益提高到最大增益时噪度等级应该在10IRE，因此能提供3:1或10dB信噪比可以接受的影像。一个在10IRE下测量的结果可以比在100IRE下测量的结果高出10倍，因此没有标出IRE等级的结果实际上是没有意义的。3、摄像机的信噪比。在光线很好的情况下，摄像机的信噪比都很好，图像上看不出噪波点，但在光线较暗时，信噪比指标好的摄像机图像依然清晰噪波点少，信噪比指标差的摄像机，噪波点会淹没整个图像。6、强光抑制。道路监控摄像机要求在夜间清楚拍摄车牌照，这就要求强光抑制指标要好。在专业广播电视摄像机，这个指标叫低垂直光斑。采用此项技术的摄像机，可以有效抑制迎面的强光，使车牌照较清晰的被捕捉到，画面真实完整。很多道路监控摄像机采用“日蚀”技术，在夜间拍摄车牌很好，但在白天也经常出现“日蚀”，这就影响了整体图像的美观和完整性。其实道路监控最理想的摄像机是宽动态摄像机，宽动态摄像机的强光抑制效果非常好，但目前CCD宽动态摄像机和DPS宽动态摄像机在拍摄快速移动的车辆时都不能给出满意的结果。随着新技术DPS的逐步成熟，今后的道路监控摄像机将广泛采用DPS宽动态摄像机。在收费站、停车场等场所，应用宽动态摄像机会取得很好的效果。ICD-828P1/2英寸彩色道路监控摄像机，具有水平分辨率530线，垂直光斑指标为-126dB(池上广播级摄像机为-135dB)。在监控摄像机中很少看到垂直光斑这项指标，其实光斑是CCD传感器的一个特性，在传感器中没有任何东西阻止强光穿射的曝光和在CCD上产生更多的电子，结果是在图像中强烈的光出现时通常垂直斑纹也出现，在图像中遮盖了相关的细节。该款摄像机的最低照度是0.15Lux/F1.4/50IRE/AGCON，信噪比大于52dB。在公安部安全与警用产品质量检测中心检测的2台产品最低照度为0.11Lux/F1.4/50IRE/AGCON和0.09Lux,信噪比为57dB和59dB，而专业广播电视摄像机信噪比在60~65dB。为便于工程商安装调试摄像机，池上特有的远程遥控器RCU-701可使调试人员无需高空作业,在施工现场很方便地调试摄像机参数。无论从技术指标还是实际应用的效果看，池上道路监控像机都可以称得上是精品。尽管摄像机在智能交通系统中占据的比例很小，但其重要性是不用置疑的。在需要视频采集的关键的位置应选用较高性能的摄像机，在一般位置上只要性能指标满足要求即可，但可靠性还是主要考虑因素。这样既可以降低系统造价，又可以满足系统对前端摄像机指标的要求。目前道路监控摄像机种类繁多，1/2英寸CCD摄像机应用的较多，主要有日本JVC、Ikegami日本池上、松下、索尼、英国贝克尔、三星等国际品牌和一些国内品牌。一些大中城市道路监控系统选用的摄像机还是以国外知名品牌为主，其中JVCTK-C14811/2彩色摄像机在道路监控市场上一直占据着很大的市场份额，被广大的智能交通系统集成商、甲方所认可。然而日本池上公司的ICD-828P道路监控摄像机凭借着高品质、色彩还原真实、高可靠性等特点在实际应用中成为目前性价比最好的道路监控摄像机日本池上公司是世界著名的摄像机制造商，其广播电视摄像机一直名列世界第一，并于1961年开始生产监控摄像机。池上公司将广播电视摄像机中的低垂直光斑技术、背光补偿中黑伽玛、拐点自动最佳调整技术及针对道路钠蒸汽灯自动白平衡调整等技术应用到道路监控摄像机中，加上池上一贯的高品质、高可靠性等特色，使这款道路监控摄像机成为道路监控摄像机中的精品。三、车牌识别系统存在的提高的地方1、高清晰但带来其它问题目前的智能交通系统已从标清系统逐步过渡到高清系统，高清系统的优势不言而喻，但天地伟业孙涛则认为，高清图片由于图片覆盖面广，可能会同时在图片中出现多个车牌的识别问题。但更为重要的是，高清数据量过大，不仅会出现处理速度过慢的问题，还会因对资源占用需求过大难以实现高清视频流识别，这些都是车牌识别系统在高清系统中面临的新问题。2、破损污旧车牌识别难度较大车牌在使用几年之后，难免会出现污染和磨损等现象，而在路面上行驶的车辆也很难保证都是标准干净的车牌，因此在实际环境中，面对破损污旧的车牌，如何提高车牌识别系统的识别能力也是实际需要解决的问题。3、摄像机技术有待提高各个摄像机厂家虽针对道路监控研发出相应的产品，并特别针对交通的特殊要求进行改进。但由于道路监控中，摄像机长期处于室外，受环境因素影响较大，因此不仅要求其清晰度高，还要求适应性强。神州数码叶韶光举例说，应用在卡口车牌识别的使用环境相对较复杂，有的是国道，有的是省道，有的是县道，而不同的使用环境车辆的行驶速度不同，这对摄像机的快门速度设定要求就较高，不仅要便于使用者安装调试，还要求快门速度设定更加准确，以适应不同的使用场所。针对此方面应用，神州数码AMPON推出的摄像机设计有Traffic交通专用功能，可针对不同道路的使用场合，通过固定模式来确定快门速度，简化使用者的调试工作。而快门速度细分，也可适用于更多的场合。另一方面值得注意的是，北方冬天的雨雪及大雾天气时有发生，在这种情况下，道路监控摄像机的清晰度就会存在很大问题，因此不少厂家设计了透雾功能。但神州数码叶韶光表示，现在市面上出现的多为黑白透雾功能，但此种会损失掉车牌的颜色。因此神州数码AMPON特别研发了彩色透雾，通过特有的侦测电路，自动侦测画面中的灰度雾像数据，针对有雾画面进行独特的处理，实时调整图形的动态范围曲线，强化色彩还原度，提供更为真实的监控画面。