車牌識別技術(shù)方案設(shè)計書

1、車牌識別系統(tǒng)方案書車牌識別系統(tǒng)Shanghai Himi License Plate Recognition System技術(shù)方案設(shè)計書目 錄一、系統(tǒng)介紹. 2二、車牌識別系統(tǒng)功能.2三、系統(tǒng)中心功能模塊. 6四、前端系統(tǒng).8五、標(biāo)清設(shè)備技術(shù)要求.11六、高清設(shè)備技術(shù)要求.14七、前端設(shè)備的安裝.14八、高清圖片實例.15一 系統(tǒng)介紹隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展城鄉(xiāng)交通的現(xiàn)代化進程，綜合使用公路和道口現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)和信息，對道路運行狀況進行監(jiān)控，防止(減少)車輛違章或交通事故，對我國公路交通的科學(xué)管理，提出了很高的要求。安裝車牌識別系統(tǒng)，通過在各關(guān)鍵處設(shè)立的監(jiān)控點，自動抓拍上下行兩個方向所有過往車輛的視

2、頻圖像，通過智能化識別處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸取得車輛的各種重要特征（如車牌號、車色顏色、車輛圖片等），對道路過往車輛進行監(jiān)控、統(tǒng)計，對交通違章、交通肇事逃逸和治安逃逸車輛進行智能監(jiān)控，對一些違章車輛進行監(jiān)控，實現(xiàn)自動抓拍、識別、違章檢測、實時黑名單圖片比對、上傳指揮中心等功能。可以有效遏制、查處交通違章，減少交通隱患，大大提高通行安全，這也是城市經(jīng)濟快速有序發(fā)展的重要保證。二 車牌識別系統(tǒng)功能1系統(tǒng)概述上海漢邁科技有限公司的智能車牌識別系統(tǒng)，在各關(guān)鍵卡口監(jiān)控中適用于各種監(jiān)控位置，全天候?qū)^往車輛進行監(jiān)視并提供實時圖文信息自動處理，從而成為智能交通系統(tǒng)（ITS）理想的子系統(tǒng)。該系統(tǒng)中采用攝像頭加DSP(

3、數(shù)字信號處理器)設(shè)備，可以智能控制攝像機參數(shù)和實時處理視頻圖像, 將通過車輛的車牌號碼自動地識別出來并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶蠖藬?shù)據(jù)庫。其后端數(shù)據(jù)中心的大容量硬盤可以快速地存取上百萬條記錄與圖片。同時，可以與車管數(shù)據(jù)庫連接起來，對交通違章、違規(guī)車輛的特征進行查詢及實時報警。2. 車牌識別原理車牌識別是利用動態(tài)視頻圖像進行牌照號碼、牌照顏色自動識別的模式識別技術(shù)， 包括圖像采集，車牌檢測定位，車牌顏色識別及二值化，車牌傾斜校正， 字符識別，識別輸出等過程圖像采集：標(biāo)清圖像中的模擬信號傳到采集卡中，轉(zhuǎn)化為YUV數(shù)據(jù)進行下一步的處理。實際環(huán)境中光照可能不均勻，特別是在太陽強光和逆光的照射下，圖像背景更加復(fù)雜

4、再加上圖像噪點存在的情況，準(zhǔn)確地確定牌照區(qū)域及識別是整個識別系統(tǒng)的重要部分。因此，利用配套的車牌識別系統(tǒng)，通過分析圖像亮度，智能調(diào)整相機參數(shù)和LED燈，防止曝光過度和燈光不足，獲得易于識別的圖像成為必要。車牌檢測定位：首先對采集到的視頻圖像進行大范圍搜索，找到符合汽車牌照特征的一些區(qū)域作為候選，然后對這些侯選區(qū)域做進一步分析、評判，選定1-3個區(qū)域?qū)⑵鋸膱D象中切割出來。車牌顏色識別及二值化：針對所選定的車牌后選區(qū)域，利用YUV分量判斷車牌顏色。并根據(jù)背景對車牌進行二值化智能處理，盡量減少噪點。 車牌傾斜校正：車牌定位后所提取的字符不同程度的存在傾斜，一般包括水平傾斜和垂直傾斜，這些傾斜不僅會給

5、下一步字符分割帶來困難，而且還將對后續(xù)字符識別的正確率造成直接影響需要在字符分割之前進行車牌傾斜校正。字符分割： 根據(jù)牌照的字符書寫格式、字符尺寸限制和一些其他條件， 利用垂直投影法對復(fù)雜環(huán)境下的汽車圖像中的字符分割。字符識別：字符識別方法是將分割后的字符縮放為字符數(shù)據(jù)庫中模板的大小，先對待識別字符進行特征提取，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動實現(xiàn)特征提取直至識別出結(jié)果。識別結(jié)果網(wǎng)絡(luò)輸出： 利用網(wǎng)絡(luò)把車牌顏色，車牌號碼， 壓縮后的整個特寫圖片傳出3. 系統(tǒng)特點一、 軟硬件體系結(jié)構(gòu)優(yōu)勢傳統(tǒng)車牌識別系統(tǒng)的基本硬件配置是由攝像機、工控機、采集卡、照明裝置組成，以及具有識別功能的圖像分析和處理軟件。傳統(tǒng)系統(tǒng)體積大，在室

6、外應(yīng)用對環(huán)境要求高（比如要放在帶有溫控的機柜內(nèi)），而且在掉電情況下由于操作系統(tǒng)的本身原因恢復(fù)比較慢，不適合在無人現(xiàn)場的工作。本產(chǎn)品是一種硬件實現(xiàn)識別功能模塊，集成圖像采集、 圖像技術(shù)處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸、 串行與IO控制功能于一體的車牌識別，具有體積小，溫度適用范圍廣，前端能快速實現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，戶外運行穩(wěn)定、可靠。系統(tǒng)集成度高，為產(chǎn)品的大規(guī)模和集中應(yīng)用提供了可能。二、觸發(fā)方式優(yōu)勢傳統(tǒng)車牌識別系統(tǒng)應(yīng)用外設(shè)觸發(fā)工作式，采用線圈、紅外或其他檢測器檢測車輛通過信號，系統(tǒng)接受到車輛觸發(fā)信號后，采集車輛圖像，自動識別車牌，以及進行后續(xù)處理。本產(chǎn)品應(yīng)用視頻觸發(fā)方式， 系統(tǒng)采集視頻流圖像，對于每一幀圖像進行分析處理

7、，拋棄硬件觸發(fā)，施工方便、簡潔、易于維護。三、識別速度與可靠度優(yōu)勢國際交通技術(shù)提出的識別速度是1秒以內(nèi)。 國內(nèi)的車牌識別系統(tǒng)在實際應(yīng)用中識別速度達到平均200-500毫秒，一般要求識別車牌大小為160Pixels。由于識別的實時性要求和抓拍率要求，一般需要外部觸發(fā)抓拍對單張圖片進行識別，由于光線和環(huán)境的影響，識別率都很低。本產(chǎn)品利用獨特圖像別技術(shù)以及人工智能，對視頻流中的車輛進行實時識別（每幀 40MS ）， 能夠根據(jù)字符的可靠度對多幀圖片進行優(yōu)化選擇，保證識別的高準(zhǔn)確度。 對較小的車牌（110-130Pixels）有較高的識別率，在大流量、高車速、夜間、雨霧等惡劣環(huán)境中具有較高的適應(yīng)性。四控

8、制與維護不同 智能化地控制視頻圖像，應(yīng)用DSP處理器閉環(huán)控制攝像機的快門、增益等參數(shù)和LED 開關(guān)，獲得比較清晰的視頻圖像。同時系統(tǒng)中心：Ø 支持產(chǎn)品的在線升級，能夠在中心端對前端產(chǎn)品軟件完成更新。Ø 海量數(shù)據(jù)存儲：車牌識別系統(tǒng)具有海量數(shù)據(jù)存儲功能，能夠容納達千萬條圖片記錄；Ø 具備迅速、友好、方便的查詢、統(tǒng)計功能3系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 上海漢邁車牌識別系統(tǒng)由系統(tǒng)中心和前端系統(tǒng)由構(gòu)成。系統(tǒng)中心由 路由器及接收主機、網(wǎng)絡(luò)接收及數(shù)據(jù)庫管理軟件組成。前端系統(tǒng)由DSP處理器（每個識別器識別一路）、道路監(jiān)控攝像機、 手動聚焦鏡頭、防護罩以及LED補光燈，網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等組成。三 系統(tǒng)中心

9、功能模塊 1系統(tǒng)中心界面 圖1 系統(tǒng)中心界面 圖2 系統(tǒng)中心界面2系統(tǒng)中心功能上海漢邁科技公司的自主版權(quán)的車牌識別系統(tǒng)是專門為公安交通開發(fā)的一套全中文圖形用戶界面的系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)硬件由接受服務(wù)器, 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器, 千兆口交換機構(gòu)成. 該軟件由四部分組成: 前端接收處理模塊, 數(shù)據(jù)庫模塊, 管理模塊, 應(yīng)用模塊。前端接收處理模塊: 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置結(jié)構(gòu), 每個前端主機接收(1-40路)的前端數(shù)據(jù)和圖片, 識別的數(shù)據(jù)信息被發(fā)送到數(shù)據(jù)庫。Ø 顯示設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的連接/未連接狀態(tài)；Ø 添加/刪除前端設(shè)備的IP地址、地理位置, 車的方向；Ø 接受到的圖片被保留到接受服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫

10、模塊: 保存前端的數(shù)據(jù)信息以及圖片位置信息, 提供管理與應(yīng)用模塊的數(shù)據(jù)列表。Ø 用戶列表 Ø 設(shè)備列表： 包括IP地址、地理位置、道路編號、車輛的方向；Ø 嫌疑車輛列表：車牌號碼、車牌顏色、車型、車身顏色;Ø 記錄列表：車牌號碼、記錄日期、記錄時間、車牌顏色 管理模塊:Ø 增加/刪除應(yīng)用用戶。Ø 增加/刪除前端處理主機的處理器接點。應(yīng)用模塊:Ø 實時記錄單路監(jiān)測車道的車輛信息，包括車輛照片、 車牌號碼、通過時間（年、月、日、時、分、秒）等；(參照界面)Ø 顯示設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的連接/未連接狀態(tài)；Ø 對某一道路車

11、輛進行流量統(tǒng)計(日統(tǒng)計, 星期統(tǒng)計), 柱狀圖顯示；Ø 添加/刪除違章車輛號碼；Ø (數(shù)據(jù)中心)可將車輛的車牌號碼、日期、時間、地點等信息記錄到數(shù)據(jù)庫中，并可針對通過時間、車牌號碼等參量進行單一或組合方式的精確或模糊查詢和統(tǒng)計。并能對違章車輛等各類信息進行顯示Ø 對嫌疑車輛記錄進行備份；Ø 根據(jù)實際需求進行硬盤空間管理， 由系統(tǒng)自動對過期數(shù)據(jù)格式化， 硬盤自動循環(huán)使用；四 前端系統(tǒng)前端監(jiān)控點系統(tǒng)位于關(guān)鍵的場所和交通要道, 前端系統(tǒng)由標(biāo)清設(shè)備（道路監(jiān)控攝像機和DSP識別器）或高清設(shè)備（一體化高清設(shè)備）、LED補光系統(tǒng), 傳輸系統(tǒng)等組成，完成機動車輛牌照抓拍

12、、識別、以及傳輸功能，系統(tǒng)具有很強抗干擾和抗惡劣環(huán)境的能力。Ø 前端設(shè)備（一體化高清設(shè)備）自動拍攝1張車輛通過監(jiān)測點的照片，照片可清晰分辨出所記錄車輛的車型、顏色、牌照號碼、牌照顏色；Ø 前段設(shè)備智能化地控制視頻圖像，閉環(huán)控制攝像機的快門、增益等參數(shù)和LED 開關(guān)，獲得比較清晰的視頻圖像；Ø 前端設(shè)備和光端機設(shè)備能通過光纖將記錄的車輛信息實時傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]中心；Ø 前段設(shè)備和光端機設(shè)備能全天候24小時不停機地正常穩(wěn)定工作，系統(tǒng)具有異常自檢及自恢復(fù)功能；1。監(jiān)控端點實施方案監(jiān)控點上的系統(tǒng)配置是根據(jù)監(jiān)控點的道路和環(huán)境情況而有所變化的。在系統(tǒng)整體設(shè)計上，采用視

13、頻方式進行車輛檢測。對于標(biāo)清車牌識別系統(tǒng)而言, 其本身的有效像素720Pixels, 一般可識別的車牌大小為120Pixels, 而每張車牌的實際大小為0.48M, 那么一個標(biāo)清車牌識別系統(tǒng)的有效監(jiān)控范圍為2.98M(6個車牌的范圍)。 由于大部分車牌位于車輛的中間位置, 對于普通的3.5M(7.3個車牌范圍)的車道而言, 其有效范圍一般小于3M, 因此一個車牌識別監(jiān)控系統(tǒng)基本可以覆蓋一個車道。但對于大于3.5M或者有特殊要求的車道而言, 要用兩路三個車牌識別監(jiān)控系統(tǒng)的方法進行覆蓋處理。由于車牌識別系統(tǒng)本身只提供一張車輛經(jīng)過監(jiān)控點的圖片，為了獲得的充分的圖像信息， 對于重要的卡口，要用遠(yuǎn)景攝像

14、機進行視頻圖像監(jiān)控與記錄。所以我們按照要求，設(shè)計了以下雙車道監(jiān)控點的具體設(shè)置圖。 圖3 雙車道安裝圖對于高清車牌識別系統(tǒng)而言, 其本身的有效像素1616Pixels, 一般可識別的車牌大小為120Pixels, 而每張車牌的實際大小為0.48M, 那么一個高清車牌識別系統(tǒng)的有效監(jiān)控范圍為6.40M(13個車牌的范圍)。2。傳輸設(shè)計前端的卡口識別主機到中心系統(tǒng)的傳輸，采用以太網(wǎng)方式傳輸，通過光纖收發(fā)器或者3G無線MODEM來實現(xiàn)是比較理想的方式。3輔助設(shè)備設(shè)計為了將攝像機等設(shè)備安裝在能清楚拍攝車輛信息的位置，需要在卡口前端處建設(shè)監(jiān)控桿，用來安裝攝像機組以及補光燈系統(tǒng)。根據(jù)卡口系統(tǒng)的項目需求，監(jiān)控

15、桿安裝高度為6。5米以上，橫跨距離根據(jù)現(xiàn)場具體情況而定，該桿可抵御12級以上臺風(fēng)襲擊和行駛車輛的碰撞。在每個建設(shè)點只需架設(shè)一根監(jiān)控桿，在其上可以合并安裝攝像機與補光燈，這樣有效節(jié)省了系統(tǒng)開支，并減少了因架桿過多對路口環(huán)境所造成的影響。考慮到系統(tǒng)必須24小時運行，對于室外抓拍，環(huán)境照度無疑是個無法避免的問題，夜晚、陰雨天的環(huán)境照度低，使得夜間圖像清晰度下降。為了抓拍到清晰的圖像，近景攝像系統(tǒng)采用的是低照度攝像機和輔助照明單元。輔助照明單元主要是LED補光燈和道路路燈組成。我們采用低功率正常光進行補光處理。該設(shè)計對駕駛員影響不大，不會對駕駛造成影響。同時為了避免雷電對系統(tǒng)的損害，整個系統(tǒng)還安置了防

16、雷設(shè)施，并且在監(jiān)控桿上安裝避雷設(shè)施。五 卡口標(biāo)清設(shè)備技術(shù)指標(biāo)與要求 車牌系統(tǒng)前端俯視圖 車牌識別系統(tǒng)前端主視圖1 DSP器車牌識別器Ø 使用高性能嵌入式的TI 平臺, 時鐘為600MHz，8個并行運算單元，處理能力達4800MIPS。Ø 內(nèi)嵌的識別軟件包含了視頻采集、圖像預(yù)處理、車牌檢測、車牌切分、字符識別、圖像壓縮、數(shù)據(jù)傳輸?shù)饶K，系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)能力強、識別速度快（小于40MS）、可靠性高。Ø 設(shè)備提供自適應(yīng)10M/100M/網(wǎng)絡(luò)接口。Ø 內(nèi)置Web 服務(wù)器，支持Web 訪問和在線升級Ø 支持完整的TCP/IP協(xié)議簇。Ø 720

17、15;288分辨率，每路采集，每秒25幀；Ø 工作溫度： -10至+70Ø 支持JPEG圖像格式；2 專用道路監(jiān)控攝像機專用道路監(jiān)控攝像機：推薦品牌: JVC 1/2 1481BEC3 鏡頭推薦鏡頭：TAMRON 13VG20100AS(1/3CCD)4 全天候防護罩Ø 帶自動溫控風(fēng)扇及加熱裝置，在異常寒冷和高溫下啟動加熱和降溫功能。Ø 防塵、防熱功能Ø 防護等級IP65推薦：YAAN4722SHK5 補光燈 為了提高夜間抓拍質(zhì)量，本設(shè)備可以提供了補光燈，和控制接口電路，一旦檢測到圖像亮度降底， 系統(tǒng)自動控制相應(yīng)的補光燈，進行補光照明。

18、6; 攝像機的夜晚補光,對車牌敏感,強度穩(wěn)定，壽命超過25000H。Ø LED光亮度可調(diào)，適應(yīng)各種應(yīng)用場所, 525米有效距離。Ø 220V交流供電外接開關(guān)控制信號接口，可以通過IO開啟關(guān)閉LED燈。 Ø 防護等級IP65。六 卡口高清設(shè)備技術(shù)指標(biāo)與圖片實例Ø 使用高性能嵌入式的平臺, 時鐘為900MHz，8個并行運算單元，處理能力達7200MIPS。 Ø 內(nèi)嵌的識別軟件包含了視頻采集、圖像預(yù)處理、車牌檢測、車牌切分、字符識別、圖像壓縮、數(shù)據(jù)傳輸?shù)饶K，系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)能力強、識別速度快 （一路或兩路識別均<40MS）、 可靠性高。 Ø 10M/100M/1000M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口。 Ø 內(nèi)置服務(wù)器，支持WEB訪問和在線升級。 Ø 支持完整的TCP/IP協(xié)議簇。 &#