车牌自动识别在智能交通系统中的应用及前景分析

　　交通和通信是当前社会经济发展的两大支柱,其中交通问题日益引起广泛的重视。随着社会经济的不断发展和人们生活水平的日益提高,整个社会对交通运输的需求不断增大,智能交通系统的应用势在必行。

　　车牌自动识别系统作为智能交通系统中的一个分支,在大型停车场的管理系统、公共安全、交通管理及有关军事部门有着特别重要的实际运用价值,正日益受到人们的重视。

　　系统主要由前端数据采集子系统、网络传输子系统、中心管理子系统等部分组成。前端数据采集子系统通过视频跟踪和分析技术获取车辆的经过时间、速度、图片、车牌号码、车身颜色等数据。数据通过网络传输子系统传输到中心管理子系统。中心管理子系统对数据进行集中管理、存储、共享等处理。

　　车牌识别功能

　　卡口系统采用先进的图像识别算法，实现对通过的所有车辆进行车辆号码识别、号牌颜色识别、车身颜色及车型等自动识别。

　　1、号牌结构识别系统能识别的号牌结构包括

　　单排字符结构的号牌，如军队用小型汽车号牌、GA36-2007中的小型汽车号牌、港澳入出境车号牌、教练汽车号牌等;

　　· 武警用小型汽车号牌;

　　· 警用汽车号牌;

　　· 双排字符结构的号牌，如军队用大型汽车号牌、武警用大型汽车号牌、GA36-2007中的大型汽车号牌、挂车号牌、低速汽车号牌等。

　　2、号牌字符识别

　　识别的字符包括：数字：0~9;字母：A~Z;省、自治区、直辖市简称;军牌用汉字号牌分类用汉字;武警号牌特殊字符：WJ、00~34、练。

　　3、号牌颜色识别

　　系统能识别蓝、黄、白、黑四种底色的机动车号牌。系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆进行分型。对于民用车来说，蓝颜色车牌表示的是小型车辆，而黄颜色车牌表示的是大型车辆。因此，首先利用车牌颜色判断车辆类型，对于无法根据车牌颜色判别车型或者无法判断车牌颜色的情况，利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。

　　4、车辆号牌识别

　　号牌识别信息包含号牌结构、号牌字符、号牌颜色等信息。

　　车牌自动识别系统应用特点

　　1、强大的ISP处理能力

　　车牌自动识别系统的识别率与牌照质量和拍摄的图像质量有非常密切的关系，不但牌照本身的生锈、污损、油漆剥落、字体褪色等各种因素会大大影响车牌识别的准确性，而且拍摄的环境是否理想也会给车牌识别带来很大的影响。

　　智能交通摄像机内置了强大的ISP处理功能，可提供视频稳定、面部检测、噪声过滤、自动白平衡、自动曝光以及伽马校正、边缘增强等功能，将图像质量和效果提升到一个新的层次，不但改善了用户实际观感，更为智能化应用如车牌识别等提供了很好的运算分析基础，充分保证了较高的车牌识别的准确率。

　　2、对光照气候背景良好的适应性

　　很多车牌识别系统在阴天时识别率较高，晴天时反而下降甚至无法识别。直射光情况下，拍摄方向与阳光照射方向相同，拍摄到的车牌区域很亮导致字符笔划较粗、相互粘连，而且我国的车牌都采用反光漆，严重时会出现镜面反射，无法看清车牌号码。另外，车体表面的反光产生的亮线、光晕也会对识别造成影响。牌照识别多数用于识别运动中的车辆，车牌区域在整个图像中是不固定的，普通摄像机无法根据车牌区域进行调节。夜间环境下车辆开启车灯，普通摄像机受大灯的影响减弱曝光强度造成图像车牌区域很暗，无法看清号码，车大灯的光线还可能形成大面积光晕遮挡牌照区域。

　　而环境光线动态分析技术、局部亮度反馈闭环控制技术，能对图像整体亮度和车牌区域亮度实时分析、控制，并智能地调整摄像机的光圈、快门、增益等曝光参数，动态跟踪光线的变化，对复杂的环境、气候及光照变化具有良好的适应性，全天候都可拍摄到最清晰的图像，进而确保了极高的车牌识别率。

　　3、准确抓拍无后车牌或者后车牌遮挡的车辆

　　系统采用成熟稳定可靠的地感线圈和先进的视频分析检测技术，对于无后车牌或者为了逃避抓拍故意将后车牌遮挡的车辆同样能够准确抓拍，确保路口违章情况记录准确、完整，为交管部门实施交通管理措施、违章处罚等提供可靠线索和依据。

　　4、多车道、多车辆同时号牌识别

　　车牌识别不是一项孤立的技术，而是与实际应用结合紧密，充分考虑到系统应用的各种实际情况，针对多车道、多辆车同时号牌识别也进行了专门设计。一些厂家采用的是最先进的视觉分析算法，不仅能够在极短的时间内对画面中的所有车牌实现快速定位、快速识别并输出识别结果，而且同样能够保证极高的车牌识别率。

　　5、车牌识别速度快

　　车牌识别速度决定了车牌识别系统是否能够满足实时实际应用的要求。一个识别率很高的系统，如果需要几秒钟，甚至几分钟才能识别出结果，那么这个系统就会因为满足不了实际应用中的实时要求而毫无实用意义。

　　智能交通摄像机内置的车牌识别算法具有极高的识别效率，单车牌识别时间平均在40ms左右，较快的识别速度能够很好地避免车牌漏识别，同时能够及时地为其他智能分析应用释放出更多的系统资源。

　　6、车牌识别像素、角度容忍度高

　　车牌识别技术具有较高的识别像素、角度容忍度，识别车牌大小范围可达到75像素到220像素;支持识别车牌存在一定程度的倾斜，倾斜±15°以内都能够正常识别。对于车牌的大小、车辆出现在画面中的远近、偏斜位置具有良好的适应能力，极大地提升了系统的实用性。

　　车牌识别四大应用

　　一、停车场及小区出入口

　　停车场及小区出入口车牌识别技术的应用，主要用于记录车辆的牌照号码、车牌颜色、出入时间，实现车辆的自动管理，以便节省人力、提高效率;例如应用于智能小区可以自动判别驶入车辆是否属于本小区，对非内部车辆实现自动计时收费。在一些单位这种应用还可以同车辆调度系统相结合，自动、客观地记录本单位车辆的出车情况。

　　停车场及小区出入口管理单靠人工去记来往车辆的车牌号码和停靠时间是非常困难的，不但会出现错误，还需投入大量人力。一个小小的车牌识别设备安装在停车场的出入口就能“一劳永逸”地解决很多问题。对于车牌被遮挡、掉漆断裂、模糊不清等也能够分析识别，为停车场及出入口的工作人员省去许多烦恼。

　　二、高速公路收费站

　　目前，我国的高速公路建设发展突飞猛进，高速公路四通八达，每个出口均设有收费站，一方面便于收费管理，另一方面也可协助交警对高速公路上的交通进行规范管理。高速公路收费站出入口车牌识别技术的应用，可以极大地方便交警识别违规行驶车辆的号牌信息，对一些违法车辆进行有效的管理和抓捕。

　　收费站卡口一般设在露天环境中，再加上一些车辆行驶较快，因而对车牌识别技术的要求很高。传统的车牌识别是针对160P像素的车牌进行识别，有效的图像范围小，车牌漏识率高，不能满足收费站卡口的时代需求。现在高清车牌识别的应用解决了以前车牌识别率低的问题，从而为公安和交警的执法提供了可靠的依据。

　　在收费站出入口安装车牌识别系统，当有车辆驶入时系统识别车辆牌照并将识别到的车牌信息发送到指定的中心管理服务器上，通过和数据库中的盗抢可疑车辆的车牌信息进行对比便可判断出驶入高速公路收费站出入口的车辆是否是盗抢可疑车辆，可极大地避免违法犯罪事故的发生并对已发生的事件提供破案参考信息。

　　三、在公路卡口中的应用

　　伴随着我国公路里程建设的增加，人民生活水平的整体提高，现在买车的人越来越多，给公路造成各种各样的违法问题。车牌识别技术作为车辆违法处罚的必要依据，可以对视频中车辆号牌进行自动的检测识别，其中最为典型的就是治安卡口系统，该系统如果没有车牌识别技术，就没有真正意义上的智能化。一个完善的治安卡口管理系统应该具备车牌自动识别、卡口应用系统和中心管理平台三个主要功能。车牌识别是其中最为重要的一部分，车牌识别的优劣直接影响了卡口系统的整体性能，而识别速度是其最为重要的一个技术指标。识别速度快，系统需要占用的系统资源就少、人工介入的可能性就小，系统网络的运行负担也相应减小。识别车牌速度快、准确，车牌识别系统才能有效地实现自动比对报警，避免出现大量的误报。可以为防盗抢车辆、套牌车辆，非法抢劫车辆等犯罪破案提供有力可靠的破案信息。

　　四、在城市交通的应用

　　近年来，随着社会经济的快速发展，机动车数量的迅速增长，公路运输变得越来越繁忙。交通管理现状和需求的矛盾进一步加剧，与交通相关的刑事和治安案件也逐年上升。在此情况下，如何利用先进的科技手段，增强公安管理部门对城市内的机动车和驾驶人的查控力度，为打击各类违法犯罪行为提供科技手段，是公安交通管理部门急需解决的问题。

　　为有效遏制城市内车辆闯红灯违章行为，现在城市内各个路口都在大力安装卡口式的闯红灯违法行为的检测系统，而此系统最重要的组成部分就是车牌识别模块，车牌识别系统主要是确定违法车辆的信息，通过抓拍所有车辆的车牌信息并和公安网的数据库进行比对分析哪些车辆是可疑车辆，减少违法行为的同时也可以控制、减少道路交通事故，应用道路监控设备结合现代信息网络技术，形成道路监控智能化网络系统，更好地提升道路动态管理/控制和满足治安、刑侦、交通管理等新形势的业务需求。

　　车牌自动识别前景

　　车牌自动识别系统经过多年的发展，已是一项较为成熟的技术。传统的车牌识别系统基于模拟标清图像来进行检测和识别，由于标清图像分辨率低，层次感不强且视场较小等原因，导致车牌识别不能达到理想的效果，往往为了达到车牌识别率而需要牺牲车辆全景，因此需要通过两台摄像机配合来完成车牌的特写和车辆全景的记录，系统复杂度较高。

　　相信在未来几年，随着各地高清智能交通系统的不断应用建设，车牌自动识别技术会逐步向高清化、集成化、智能化发展，在各个应用系统中，将会不断发挥其越来越重要的作用。