車(chē)牌照是全世界唯一對(duì)車(chē)輛身份識(shí)別的標(biāo)記。盡管牌照的字符、顏色、格式內(nèi)容和制作材料會(huì)多種多樣,但車(chē)牌照仍是全球范圍內(nèi)最為精確和特定的識(shí)別標(biāo)記。
根據(jù)國(guó)際交通技術(shù)有關(guān)統(tǒng)計(jì),全世界范圍內(nèi)除中國(guó)以外,已經(jīng)有78家公司在生產(chǎn)車(chē)牌識(shí)別產(chǎn)品。
評(píng)價(jià)車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)
從技術(shù)上評(píng)價(jià)一個(gè)車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng),有三個(gè)指標(biāo),即識(shí)別率、識(shí)別速度和后臺(tái)管理系統(tǒng)。當(dāng)然,前提是系統(tǒng)要能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。
一、識(shí)別率
一個(gè)車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)是否實(shí)用,最重要的指標(biāo)是識(shí)別率。國(guó)際交通技術(shù)作過(guò)專(zhuān)門(mén)的識(shí)別率指標(biāo)論述,要求是24小時(shí)全天候全牌正確識(shí)別率85%~95%。利普視覺(jué)的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)達(dá)到了全牌正確識(shí)別率90%以上。
為了測(cè)試一個(gè)車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別率,需要將該系統(tǒng)安裝在一個(gè)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中,全天候運(yùn)行24小時(shí)以上,采集至少1000輛自然車(chē)流通行時(shí)的車(chē)牌照進(jìn)行識(shí)別,并且需要將車(chē)輛牌照?qǐng)D像和識(shí)別結(jié)果存儲(chǔ)下來(lái),以便調(diào)取查看。然后,還需要得到實(shí)際通過(guò)的車(chē)輛圖像以及正確的人工識(shí)別結(jié)果。之后便可以統(tǒng)計(jì)出以下識(shí)別率:
1、自然交通流量的識(shí)別率=全牌正確識(shí)別總數(shù)/實(shí)際通過(guò)的車(chē)輛總數(shù)
2、可識(shí)別車(chē)牌照的百分率=人工正確讀取的車(chē)牌照總數(shù)/實(shí)際通過(guò)的車(chē)輛總數(shù)
3、可識(shí)別全牌正確識(shí)別率=全牌正確識(shí)別的車(chē)牌照總數(shù)/人工讀取的車(chē)牌照總數(shù)這三個(gè)指標(biāo)決定了車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率,諸如可信度、誤識(shí)率等都是車(chē)牌識(shí)別過(guò)程中的中間結(jié)果。
二、識(shí)別速度
識(shí)別速度決定了一個(gè)車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)是否能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)實(shí)際應(yīng)用的要求。一個(gè)識(shí)別率很高的系統(tǒng),如果需要幾秒鐘,甚至幾分鐘才能識(shí)別出結(jié)果,那么這個(gè)系統(tǒng)就會(huì)因?yàn)闈M(mǎn)足不了實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)時(shí)要求而毫無(wú)實(shí)用意義。例如,在高速公路收費(fèi)中車(chē)牌識(shí)別應(yīng)用的作用之一是減少通行時(shí)間,速度是這一類(lèi)應(yīng)用里減少通行時(shí)間、避免車(chē)道堵車(chē)的有力保障。
國(guó)際交通技術(shù)提出的識(shí)別速度是1秒以?xún)?nèi),越快越好。利普視覺(jué)的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中識(shí)別速度達(dá)到平均200毫秒。
三、后臺(tái)管理體系
一個(gè)車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)的后臺(tái)管理體系,決定了這個(gè)車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)是否好用。必須清楚地認(rèn)識(shí)到重要的一點(diǎn)是識(shí)別率達(dá)到100%是不可能的,因?yàn)檐?chē)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(tái)管理體系的功能應(yīng)該包括:
1、識(shí)別結(jié)果和車(chē)輛圖像數(shù)據(jù)的可靠存儲(chǔ),當(dāng)多功能的系統(tǒng)操作使得網(wǎng)絡(luò)出差錯(cuò)時(shí)能保護(hù)圖像數(shù)據(jù)不會(huì)丟失,同時(shí)便于事后人工排查;
2、有效的自動(dòng)比對(duì)和查詢(xún)技術(shù),被識(shí)別的車(chē)牌照號(hào)碼要同數(shù)據(jù)庫(kù)中成千上萬(wàn)的車(chē)牌號(hào)碼自動(dòng)比對(duì)和提示報(bào)警,如果車(chē)牌照號(hào)碼沒(méi)有被正確讀取時(shí)就要采用模糊查詢(xún)技術(shù)才能得出相對(duì)“最佳”的比對(duì)結(jié)果;
3、一個(gè)好的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,還需要提供實(shí)時(shí)通信、網(wǎng)絡(luò)安全、遠(yuǎn)程維護(hù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)更新、硬件參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)故障診斷;利普視覺(jué)的后臺(tái)管理體系,采用多任務(wù)并行處理機(jī)制將前端車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別與后端圖像數(shù)據(jù)庫(kù)管理溶為一個(gè)整體,可靠保障圖像數(shù)據(jù)和識(shí)別結(jié)果存儲(chǔ)管理。同時(shí),前端在進(jìn)行實(shí)時(shí)車(chē)輛抓拍和車(chē)牌識(shí)別時(shí),可以并行操作后臺(tái)數(shù)據(jù)查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、打印、存儲(chǔ)與通信,互不影響。后臺(tái)操作數(shù)據(jù)查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、打印、存儲(chǔ)與通信,也不影響前端實(shí)時(shí)車(chē)輛抓拍和車(chē)牌識(shí)別。利普視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)版的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)軟件,安裝在系統(tǒng)客戶(hù)端和服務(wù)端工作站,即可建成一個(gè)功能完善的機(jī)動(dòng)車(chē)布防網(wǎng)絡(luò)。操作人員在中心服務(wù)端工作站通過(guò)監(jiān)控管理程序遠(yuǎn)程管理、維護(hù)各客戶(hù)端工作站的系統(tǒng),包括數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳和下發(fā)、設(shè)置運(yùn)行參數(shù)、查看系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和異常信息等。
來(lái)自實(shí)際應(yīng)用的選擇
即便是一個(gè)達(dá)到實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng),由于所選擇的技術(shù)路線、軟硬件體系結(jié)構(gòu)以及觸發(fā)方式不同,要發(fā)揮其有效的功能,還得取決于實(shí)際的應(yīng)用需求。
一、車(chē)牌識(shí)別技術(shù)路線
采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)識(shí)別車(chē)牌的流程通常都包括車(chē)輛圖像采集,車(chē)牌定位,字符分割,光學(xué)字符識(shí)別,輸出識(shí)別結(jié)果5個(gè)步驟。車(chē)輛圖像的采集方式?jīng)Q定了車(chē)牌識(shí)別的技術(shù)路線。目前國(guó)際ITS通行的兩條主流技術(shù)路線是自然光和紅外光圖像采集識(shí)別。自然光和紅外光不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良的心理影響,也不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生新的電子污染,屬于綠色環(huán)保技術(shù)。
自然光路線是指白天利用自然光線,夜間采用輔助照明光源,用彩色攝像機(jī)采集車(chē)輛真彩色圖像,用彩色圖像分析處理方法識(shí)別車(chē)牌。自然光真彩色識(shí)別技術(shù)路線,與人眼感光習(xí)慣一致,并且,真彩色圖像能夠反映車(chē)輛及其周?chē)h(huán)境真實(shí)的圖像信息,不僅可以用來(lái)識(shí)別車(chē)牌照,而且可以用來(lái)識(shí)別車(chē)牌照顏色、車(chē)流量、車(chē)型、車(chē)顏色等車(chē)輛特征。用一個(gè)攝像機(jī)采集的圖像,同時(shí)實(shí)現(xiàn)所有前端基本視頻信息采集、識(shí)別和人工輔助圖像取證判別,可以前瞻性的為未來(lái)的智能交通系統(tǒng)工程預(yù)留接口。利普視覺(jué)選擇自然光識(shí)別技術(shù)路線。
紅外光路線是指利用車(chē)牌反光和紅外光的光學(xué)特性,用紅外攝像機(jī)采集車(chē)輛灰度圖像,由于紅外特性,車(chē)輛圖像上幾乎只能看見(jiàn)車(chē)牌,然后用黑白圖像處理方法識(shí)別車(chē)牌。950nm的紅外照明裝置可抓拍到很好的反光車(chē)牌照?qǐng)D像。因紅外光是不可見(jiàn)光,它不會(huì)對(duì)駕駛員產(chǎn)生視覺(jué)影響。另外,紅外照明裝置提供的是不變的光,所抓拍的圖像都是一樣的,不論是在一天中最明亮的時(shí)候,還是在一天中最暗的時(shí)候。唯一的例外是在白天,有時(shí)會(huì)看到一些牌照周?chē)募?xì)節(jié),這是因?yàn)榍缋侍鞖鈺r(shí)太陽(yáng)光的外光波的影響。采用紅外燈的缺點(diǎn)就是所捕獲的車(chē)牌照?qǐng)D像不是彩色的,不能獲取整車(chē)圖像,并且嚴(yán)重依賴(lài)車(chē)牌反光材料。利普視覺(jué)同時(shí)提供紅外光路線識(shí)別技術(shù)。
二、軟硬件體系結(jié)構(gòu)
一個(gè)車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)的基本硬件配置是由攝像機(jī)、主控機(jī)、采集卡、照明裝置組成。而軟件是由一個(gè)具有車(chē)牌識(shí)別功能的圖像分析和處理軟件,以及一個(gè)滿(mǎn)足具體應(yīng)用需求的后臺(tái)管理軟件組成。
車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)于是出現(xiàn)了兩種產(chǎn)品形式,一種是軟硬件一體,或者用硬件實(shí)現(xiàn)識(shí)別功能模塊,形成一個(gè)全硬件的車(chē)牌識(shí)別器,例如DSP。另外一種形式是開(kāi)放式的軟、硬件體系,即硬件采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)產(chǎn)品,軟件作為嵌入式軟件。兩種產(chǎn)品形式各有優(yōu)缺點(diǎn)。開(kāi)放式體系的優(yōu)點(diǎn)是由于硬件采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)產(chǎn)品,運(yùn)行維護(hù)容易掌握,備品備件采購(gòu)可以從任何一家產(chǎn)商獲得,不用擔(dān)心因?yàn)橐患耶a(chǎn)商倒閉或供貨不足而出現(xiàn)產(chǎn)品永久失效或采購(gòu)困難。
三、觸發(fā)方式
車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)有兩種觸發(fā)方式,一種是外設(shè)觸發(fā),另一種是視頻觸發(fā)。
外設(shè)觸發(fā)工作方式是指采用線圈、紅外或其他檢測(cè)器檢測(cè)車(chē)輛通過(guò)信號(hào),車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)接受到車(chē)輛觸發(fā)信號(hào)后,采集車(chē)輛圖像,自動(dòng)識(shí)別車(chē)牌,以及進(jìn)行后續(xù)處理。
視頻觸發(fā)方式是指車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)序列圖像分析處理技術(shù),實(shí)時(shí)檢測(cè)車(chē)道上車(chē)輛移動(dòng)狀況,發(fā)現(xiàn)車(chē)輛通過(guò)時(shí)捕捉車(chē)輛圖像,識(shí)別車(chē)牌照,并進(jìn)行后續(xù)處理。視頻觸發(fā)方式不需借助線圈、紅外或其他硬件車(chē)輛檢測(cè)器。
利用視覺(jué)同時(shí)提供外設(shè)觸發(fā)和視頻觸發(fā)兩種方式,其中視頻捕捉率達(dá)到98%。