浅析车牌识别技术在交通综合监测系统中的应用 - 安防知识网

随着我国国民经济的高速发展和机动车保有量的快速增长，道路交通状况也日益复杂化，交通综合监测已成为解决交通管理问题的重要智能化手段。基于图像的车牌识别技术，可以自动识别和记录机动车车牌信息，在交通综合监控系统中获得了广泛应用。本文对车牌识别技术、车牌识别系统及其在交通综合监测系统中的应用进行了简单的分析。

　　随着世界各国汽车数量的增加，城市交通状况日益受到人们重视，如何高效地进行交通管理,成为各国政府和有关部门关注的焦点。针对此问题,开发智能交通系统是大势所趋。智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。

　　交通综合监测系统是智能交通系统重要组成部分，该系统采用先进的光电技术、工业计算机、车辆检测和图像处理等技术，对监测区域内目标进行实时监测并进行特征自动识别。借助这个系统，管理人员可对道路、车辆行踪掌握得一清二楚，有效提升交通管理水平。

　　视觉信息在人类感知渠道中占据重要的地位，视频图像信息也相应地成为计算机系统对外部世界信息描述的最重要载体。视频监控利用摄像机作为记录设备，通过对一定时间段内的图像进行分析得出交通流的详细资料，其中的关键技术之一就是车牌自动识别技术。车牌识别技术与交通综合监测相结合，发挥着非常重要的作用。

　　车牌自动识别系统

　　车辆号牌是车辆唯一身份证，它的特殊性与重要性决定车牌识别系统成为城市智能交通管理系统中不可或缺的重要组成部分。车牌识别(LPR)系统是以图像处理、模式识别等技术为基础的智能识别系统，通过摄像机所拍摄道路上行驶的车辆图像进行车牌号码的识别。

　　完整的车牌自动识别系统由车辆检测、图像采集、图像预处理、车牌识别、结果输出等模块组成, 当车辆检测部分检测到车辆时, 触发图像采集装置采集车辆清晰图像,再把图像传给车牌识别部分, 通过车牌识别技术识别出车牌。车牌识别技术是以特定目标为对象的专用计算机视觉系统, 能从一幅图像中自动进行车牌定位、自动分割字符、进而对字符进行识别。该技术对采集到的汽车图像进行处理, 能够实时准确地识别出车牌的数字、字母及汉字, 并以计算机可直接运行的数据形式给出识别结果，其工作流程见图1。

　　车牌识别系统的分类

　　车牌识别系统实现的方式

　　车牌识别系统实现的方式主要分为两种：一种是静态图片的识别，另一种是动态视频流的实时识别。静态图像识别技术由于为单帧图像识别，其效率较大程度上受制于图像的抓拍质量，采用线圈检测的系统通常为这种方式;而动态视频流的识别技术实现了对视频每一帧图像进行识别，增加识别比对次数，择优选取车牌号，较少地受到单帧图像质量的影响，适应性较强，识别速度快，但对视频分析和图像识别算法的要求较高。

　　前端抓拍设备的安装方式

　　按照车牌识别系统前端摄像机的安装方式可以分为以下三种：一是静态检测方式，主要是利用位置固定，支架固定的摄像机进行车牌识别，如公路车辆监测记录系统，电子警察系统;二是半动态检测方式，主要是利用位置固定，但基于云台控制的摄像机进行车牌识别，如大区域监控中对于特定区域内车辆的牌照识别;三是动态检测方式，如利用在执法车辆或特殊车辆上的摄像机进行车牌识别的移动侦测系统。

　　车牌识别技术的难点

　　由于应用在复杂的实际环境下，车牌识别技术的实现存在着以下的难点：

　　从自然环境角度看：环境光照、天气情况和气候条件都对牌照识别的准确率有很大的影响;

　　从应用角度看：车辆的快速运动造成的运动失真和模糊、摄像机安装位置和拍摄角度的不同，给车牌的定位带来了困难。而且我国车牌格式多样，车牌质量参差不齐，给车牌识别带来了实际的困难。

　　车牌识别技术的研究主要集中在环境适应性、识别准确性和实时性等方面。除了采用更先进的硬件设备和更合理的系统构成以求获得更好的车牌图像，还需要在识别算法上进行突破，不断提升算法的适应性，采用基于动态视频流的识别方式，解决识别速度与正确率之间的矛盾。目前，车牌识别技术日渐成熟，已成功应用于各个领域。

　　实际应用需求

　　交通综合监测系统是智能交通系统的重要组成部分，该系统基于视频交通数据采集，将公路车辆监测记录系统(简称卡口系统)、电子警察系统、移动侦测系统、大区域事件检测系统集成到一个统一的平台，统一界面、统一数据结构，并集中存储，从而实现网络化管理、信息共享，充分提升各子系统的效率，增强了交通指挥调度的快速反应能力、强化路面调控能力，并为实现各类资源的共享打下了良好的基础。交通综合监测系统以机动车车牌为基础数据来源，车牌识别技术在该系统中获得了广泛应用。

　　车牌识别技术的应用

　　车牌识别技术在卡口系统中的应用

　　车牌识别技术较为典型的应用为卡口系统，卡口系统通过架设在路段上的信息采集设备，实时采集、识别、记录通过该监控断面的所有目标(包括机动车，非机动车和行人)的特征数据，其中机动车车牌信息是最重要的数据之一。该系统如果没有车牌识别技术，就不具有真正意义上的自动化智能。卡口系统已被广泛应用于国道、省道、高速公路等应用场景，整个系统的运行都围绕着车牌号码这个核心，车牌号码识别是否准确和高效直接影响了卡口系统的整体性能，见图2。

　　车牌识别技术在电子警察系统中的应用

　　电子警察系统也称为交通违法行为检测系统，通常设置在城市交叉口，对交叉路口的闯红灯、逆行、不按导向车道行驶等交通违法行为进行检测，同时对违法车辆进行车牌识别，违法行为的图片记录与车牌识别结果作为执法证据供交通违法行为处罚使用。

　　车牌识别技术在移动侦测系统中的应用

　　在移动侦测系统中，将摄像机安装于公交车等特殊车辆，可实现车载移动抓拍。安装于公交车上，可对在设定的时间内进入公交专用车道的社会车辆自动抓拍、识别车牌，用以检测和记录占用公交专用道的违章行为，见图3。

　　车牌识别技术在事件检测系统中的应用

　　例如，在不允许停车的监控区域内，如果出现停车事件，检测系统在检测到停车事件的同时进行车辆抓拍并识别、记录车牌，以满足违章处罚的要求。该系统中需要首先设置摄像机预置位及相应的违停检测区域。工作流程如下：第一步，在违停检测区域内对违停车辆进行检测，第二步：对检测到的违停车辆实现自动放大，并对车牌进行定位特写抓拍;第三步：进行车牌自动识别，与车牌图片一起封装为违章记录上传;第四步：抓拍完成后，摄像机自动回到预置位，继续检测其它违停车辆，见图4。

　　结语

　　展望未来，高速公路、城市交通等基础设施建设水平不断发展和车辆管理体制的不断完善，为交通综合监测系统的应用提供了契机，以计算机视觉技术为基础的车牌自动识别系统是该系统中重要的发展方向。未来的车牌识别技术将在维护交通安全和城市治安、防止交通堵塞、缓解交通紧张状况等方面会发挥更重要的积极作用。