车辆检测
车辆检测可以采用埋地线圈检测、红外检测、雷达检测技术、视频检测等多种方式。采用视频检测可以避免破坏路面、不必附加外部检测设备、不需矫正触发位置、节省开支,而且更适合移动式、便携式应用的要求。
系统进行视频车辆检测,需要具备很高的处理速度并采用优秀的算法,在基本不丢帧的情况下实现图像采集、处理。若处理速度慢,则导致丢帧,使系统无法检测到行驶速度较快的车辆,同时也难以保证在有利于识别的位置开始识别处理,影响系统识别率。因此,将视频车辆检测与牌照自动识别相结合具备一定的技术难度。
对车牌图像进行图像形态学操作
由于成像系统、传输介质、记录设备等的不完善,以及天气情况的变化等,车牌图像往往受到多种噪声的污染。在经过二值化处理的车牌图像上,会出现一些与要研究的对象(即车牌区域)不相关的孤立点或者像素块,扰乱图像的研究对象,影响对车牌区域的提取、分割等操作。于是要构造一种有效抑制噪声的滤波器来有效的去除目标和背景中的噪声,同时,能够很好地保护车牌区域的形状、大小及特定的车牌纹理特征。 图像滤波,即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制,是图像处理中消除噪声的不可或缺的操作,其处理的结果的好坏将直接影响到对后续图像进行处理和分析的有效性和可靠性。常用的滤波操作方法有很多种,如中值滤波、形态学滤波、高斯滤波、双边滤波等。我们在这里介绍一下中值滤波和本文所研究系统采用的形态学滤波。
车牌识别系统也是基于形态学操作的重要性质,对经过二值化后的车牌图像首先进行闭运算操作,使得车牌的字符区域连接起来,然后对车牌图像进行开运算操作,来消除车牌上的噪声,得到明亮的车牌区域从候选区域中去除伪车牌并定位出车牌区域 通过对车牌图像的数学形态算,图像中剩下少部分的连通区域,即为车牌的候选区域,这些区域包括车牌区域和伪车牌区域,为此,需要从图像中去除伪车牌并定位出车牌。
首先,经过对白色连通区域的轮廓进行处理得到矩形边界框,再根据我国车牌长宽比的特征,即44:14,考虑到在车牌定位过程中,由于对车牌的数学形态学操作会减少车牌信息以及拍摄所得到的车牌图像中车牌的倾斜等原因,取长宽阈值为2.0-6.0,这样就剔除了长宽比不符合条件的候选区域。 然后,由于对车牌图像的数学形态学操作会减少车牌信息,所以定位出的车牌区域会有可能小于车牌的实际区域,这时,我们就需要对定位出的车牌区域进行放大,在这里,我们对车牌区域进行放大的比例是120%,即对已经定位出的车牌候选区域的边界进行扩大。车牌由七个字符组成,在对候选区域对应的灰度化图像进行边缘检测二值化之后,正常情况下,车牌水平投影区域内每行的边缘点数要大于14,根据经验值,我们取15。在车牌水平投影区域内会出现较大的波峰,该波峰认为是车牌的上下边界,根据实验结果,要求波峰的始点和终点之差大于20小于120,从而得到车牌的上下边界。后,根据二值化车牌图像中车牌的纹理特征信息,即在车牌区域范围内会出现明显的梯度变化特征,来确定车牌区域,终定位出车牌。在二值化图像中,255代表车牌图像中的边缘信息,0代表非边缘信息。为了更加精确的定位出车牌和剔除伪车牌,需要对定位出的车牌区域进行筛选,有两个筛选条件,一个是在二值化图像中灰度值为255和灰度值为0的像素比大于0.25,另一个是二值化图像中灰度的跳变次数范围是[5,30]。
通过对车牌图像的灰度处理、边缘检测、二值化、图像形态学操作定位出车牌的候选区域,接着利用车牌的特征,如长宽比、像素比等,从候选区域中定位出车牌
识别流程
牌照自动识别是一项利用车辆的动态视频或静态图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术。其硬件基础一般包括触发设备(监测车辆是否进入视野)、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机(如计算机)等,其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。某些车牌识别系统还具有通过视频图像判断是否有车的功能称之为视频车辆检测。一个完整的车牌识别系统应包括车辆检测、图像采集、车牌识别等几部分(如图1所示)。当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元,采集当前的视频图像。车牌识别单元对图像进行处理,定位出牌照位置,再将牌照中的字符分割出来进行识别,然后组成牌照号码输出。
车牌识别系统原理图
车牌识别云台摄像机通过光抑制屏蔽,电子快门调节,宽动态功能等来实现抓拍车牌:
强光屏蔽:在低照度彩色摄像机的基础上,通过软件的功能,把图像中亮的部分遮挡。在交通监控中,一般可将大灯的强光遮挡,从而将车牌较清晰的抓拍下来。但是这款摄像机的缺点就是软件分辨不清,对于图像亮部分界定不清,有可能将车牌号码也遮挡,同时无法处理高速运动物体的抓拍。目前国产摄像机在强光屏蔽方面做的比较多,效果各方反映不一。
可调电子快门:对于高速运动的物体抓拍(高速公路上的汽车车速一般都在70KM/小时以上),可以通过降低电子快门速度来实现清晰抓拍,一般都是通过手动方式调整。但是这种方式的问题就是白天、晚上的照度不一样,必需设置2个快门速度来分别适应白天和晚上的监控。
宽动态功能:这是解决车灯对于抓拍影响的的办法,宽动态早是松下公司提出来的。当背景光过亮时,普通摄像机无法很好的解决明暗图像的显示问题。
作为智能交通领域确定车辆身份的重要手段,车牌识别技术为实现交通的智能管理发挥了很大作用,在各项工作中都有车牌识别技术的渗透。