王彩玲　高倩

（河南警察學(xué)院，河南鄭州450046）

摘要：智能交通是當前交通管理發(fā)展的主要方向，而車牌自動識別系統(tǒng)則是智能交通的核心。為了提高車牌自動識別系統(tǒng)的性能，設(shè)計了一種在復(fù)雜環(huán)境下具備較強魯棒性的車牌識別流程，并基于VC++開發(fā)出其實驗?zāi)Ｐ秃蛯嶋H應(yīng)用模型。實際視頻的測試表明，該系統(tǒng)已經(jīng)基本達到了行業(yè)要求，具有較好的實用性。

關(guān)鍵詞：車牌定位；字符切分；字符識別

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）34-8171-03

車牌自動識別系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。它利用計算機圖像處理、模式識別及人工智能技術(shù)，對交通圖像進行處理、分析和識別，并從中提取車牌信息，為道路交通管理、收費、調(diào)度、統(tǒng)計決策等提供了依據(jù)。雖然當前國內(nèi)外車牌自動識別系統(tǒng)的研究與開發(fā)已趨向成熟，但在其性能上還需要進一步完善。為了提高車牌自動識別系統(tǒng)的性能，該文設(shè)計出一種在復(fù)雜背景下具備較強魯棒性的車牌識別流程，并利用VC++開發(fā)了相應(yīng)的車牌自動識別系統(tǒng)。

1系統(tǒng)的設(shè)計原則

車牌自動識別系統(tǒng)的設(shè)計必須遵循以下原則：

1.1要遵循《中華人民共和國機動車號牌》的標準

目前，我國的汽車牌照主要劃分為以下六種類型：

1）大型民用汽車：采用黃底黑字；

2）小型民用汽車：采用藍底白字；

3）使館及領(lǐng)館外籍汽車：采用黑底白字及空心“使”字的標志；

4）公安或武警、軍隊專用汽車：采用白底紅“GA”或白底紅“WJ”加黑字、白底紅中文字“甲、乙、丙……”；

5）試車和臨時牌照：采用白底紅字和藍底白字，并且數(shù)字前面分別標有“試”和“臨時”字；

6）汽車補用牌照：采用白底黑字。

車前牌照的尺寸，按要求均設(shè)置為44cm長，14cm寬，共由7個或8個字符組成。民用汽車的牌照上都有省、直轄市、自治區(qū)的名稱和發(fā)證照以及監(jiān)督機關(guān)的代號，其編號要求是使用英文的大寫字母。接著是一個點。而后面的汽車編號，一般都是5位數(shù)字，即從00001～99999。當編號超過10萬時，則用A、B、C等英文字母來代替，即A代表10萬，B代表11萬，C代表12萬，最后一個字母Z代表33萬。第三、四個字符可能是阿拉伯數(shù)字，也可能是英文字母，而第五至第七個字符目前則均為阿拉伯數(shù)字。

1.2要面向現(xiàn)場環(huán)境

由于車牌自動識別系統(tǒng)主要用于交通道路卡口、高速收費站、小區(qū)車庫等現(xiàn)場，所以我們要充分考慮到現(xiàn)場的復(fù)雜環(huán)境及光照條件，要設(shè)計出魯棒性強、適應(yīng)性高的系統(tǒng)。

1.3要遵循黑箱原則

整個車牌自動識別系統(tǒng)對外應(yīng)該只設(shè)一個入口（完成汽車圖像的輸入）和一個出口（完成車牌字符串的輸出），在該系統(tǒng)內(nèi)部則自動實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)讀取、車牌定位、車牌校正、車牌字符切分、字符識別等功能。

1.4要采用模塊化的結(jié)構(gòu)

面向?qū)ο蟮哪K化設(shè)計易于集成調(diào)試及裝配，從而方便發(fā)布針對車牌自動識別程序進行的二次開發(fā)SDK接口，以便系統(tǒng)集成商應(yīng)用到相應(yīng)的系統(tǒng)中去。

2 系統(tǒng)的設(shè)計流程

該文所研究的車牌自動識別系統(tǒng)設(shè)計總流程，如圖1所示。從圖中可以看出，我們設(shè)計的車牌自動識別系統(tǒng)主要由4個部分組成，即：預(yù)處理、車牌定位、字符切分和字符識別。

根據(jù)該流程，我們在VC++6.0環(huán)境下設(shè)計開發(fā)了車牌自動識別系統(tǒng)實驗?zāi)Ｐ秃鸵曨l處理模型，并對其進行了視頻實驗。車牌自動識別系統(tǒng)的實驗?zāi)Ｐ腿鐖D2所示。

該實驗?zāi)Ｐ图狭耍?/p>

1）車牌圖像預(yù)處理算法：各種邊緣提取算法、灰度增強、直方圖均衡化、二值化、各種濾波算法等；

2）車牌定位算法：基于模板匹配的定位算法和基于特征顏色對判別的定位算法；

3）字符切分算法：傾斜度校正算法、字符切分算法；

4）車牌字符預(yù)處理及特征提取算法：字符大小歸一化算法、數(shù)字特征提取技術(shù)和漢字特征提取技術(shù)；

5）識別算法：模板匹配法、層次搜索法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。

該實驗?zāi)Ｐ途哂泻芎玫目蓴U展性，為車牌自動識別系統(tǒng)的二次開發(fā)提供了強大的軟件平臺。因此，在此基礎(chǔ)上，我們進一步開發(fā)了基于視頻的車牌識別實用系統(tǒng)，界面如圖3所示。

3實驗結(jié)果分析

我們要從技術(shù)上對一個車牌自動識別系統(tǒng)進行評價，主要用識別速度、識別率和后臺管理系統(tǒng)這三個指標進行衡量。當然，評價的前提條件必須是該系統(tǒng)要能夠穩(wěn)定可靠地運行。

3.1識別速度

識別速度是決定一個車牌自動識別系統(tǒng)是否能夠滿足實時的實際應(yīng)用要求的重要指標之一。國際交通技術(shù)提出的識別速度是1秒以內(nèi)，并且越快越好。目前，很多實際產(chǎn)品的車牌自動識別系統(tǒng)在實際應(yīng)用中識別速度都達到平均200毫秒。3.2識別率

我們判定一個車牌自動識別系統(tǒng)是否實用，最重要的指標就是其識別率。國際交通技術(shù)曾經(jīng)做過專門的識別率論述，它要求在全天候24小時情況下全牌的正確識別率要達到85%～95%。

我們利用下面的三個指標來計算車牌自動識別系統(tǒng)的識別率：

1）可識別車牌照的百分率=人工正確讀取的車牌照總數(shù)/實際通過的車輛總數(shù)；

2）自然交通流量的識別率=全牌正確識別總數(shù)/實際通過的車輛總數(shù)；

3）可識別全牌正確識別率=全牌正確識別的車牌照總數(shù)/人工讀取的車牌照總數(shù)。

3.3后臺管理體系

一個車牌自動識別系統(tǒng)是否好用是由這個系統(tǒng)的后臺管理體系決定的。通常，好的后臺管理體系，多采用多任務(wù)并行處理機制將前端車牌自動識別與后端圖像數(shù)據(jù)庫管理溶為一個整體，可靠保障圖像數(shù)據(jù)和識別結(jié)果存儲管理。同時，前端在進行實時車輛抓拍和車牌識別時，可以并行操作后臺數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、打印、存儲與通信，互不影響。而后臺操作數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、打印、存儲與通信，也不影響前端實時車輛抓拍和車牌識別。比如：利普視覺網(wǎng)絡(luò)版的車牌自動識別系統(tǒng)軟件就安裝在系統(tǒng)客戶端和服務(wù)端工作站，即可建成一個功能完善的機動車布防網(wǎng)絡(luò)。

該文主要對我們設(shè)計的車牌自動識別系統(tǒng)其識別率和識別速度進行了實驗分析。鑒于實際條件限制，這里我們分別對某城市卡口白天和晚上的視頻進行了統(tǒng)計實驗，視頻時長分別為120分鐘，經(jīng)過車輛498輛和388輛，統(tǒng)計得到實驗結(jié)果如表1所示。

由上述實驗結(jié)果可以看出，該文所設(shè)計的車牌自動識別系統(tǒng)的性能基本上達到了行業(yè)內(nèi)對車牌自動識別系統(tǒng)的要求，具備一定的實用性。

4 小結(jié)

該文首先簡要介紹了車牌自動識別系統(tǒng)的設(shè)計原則，接著給出了該系統(tǒng)的設(shè)計流程，并介紹了基于VC++開發(fā)的車牌自動識別系統(tǒng)的實驗?zāi)Ｐ秃蛯嶋H應(yīng)用模型。最后對系統(tǒng)運行獲得的實驗結(jié)果進行了詳盡的分析，實際視頻的測試表明該系統(tǒng)已經(jīng)基本達到了該行業(yè)的要求，具有較好的實用性。

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