車牌識(shí)別技術(shù)方案設(shè)計(jì)書

1、車牌識(shí)別系統(tǒng)方案書車牌識(shí)別系統(tǒng)Shanghai Himi License Plate Recognition System技術(shù)方案設(shè)計(jì)書目 錄一、系統(tǒng)介紹. 2二、車牌識(shí)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(shí)例.15一 系統(tǒng)介紹隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展城鄉(xiāng)交通的現(xiàn)代化進(jìn)程，綜合使用公路和道口現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)據(jù)和信息，對(duì)道路運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，防止(減少)車輛違章或交通事故，對(duì)我國(guó)公路交通的科學(xué)管理，提出了很高的要求。安裝車牌識(shí)別系統(tǒng)，通過在各關(guān)鍵處設(shè)立的監(jiān)控點(diǎn)，自動(dòng)抓拍上下行兩個(gè)方向所有過往車輛的視

2、頻圖像，通過智能化識(shí)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(hào)、車色顏色、車輛圖片等），對(duì)道路過往車輛進(jìn)行監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)，對(duì)交通違章、交通肇事逃逸和治安逃逸車輛進(jìn)行智能監(jiān)控，對(duì)一些違章車輛進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓拍、識(shí)別、違章檢測(cè)、實(shí)時(shí)黑名單圖片比對(duì)、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(jì)快速有序發(fā)展的重要保證。二 車牌識(shí)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(shí)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(jìn)行監(jiān)視并提供實(shí)時(shí)圖文信息自動(dòng)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(hào)處理器)設(shè)備，可以智能控制攝像機(jī)參數(shù)和實(shí)時(shí)處理視頻圖像, 將通過車輛的車牌號(hào)碼自動(dòng)地識(shí)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(shí)，可以與車管數(shù)據(jù)庫連接起來，對(duì)交通違章、違規(guī)車輛的特征進(jìn)行查詢及實(shí)時(shí)報(bào)警。2. 車牌識(shí)別原理車牌識(shí)別是利用動(dòng)態(tài)視頻圖像進(jìn)行牌照號(hào)碼、牌照顏色自動(dòng)識(shí)別的模式識(shí)別技術(shù)， 包括圖像采集，車牌檢測(cè)定位，車牌顏色識(shí)別及二值化，車牌傾斜校正， 字符識(shí)別，識(shí)別輸出等過程圖像采集：標(biāo)清圖像中的模擬信號(hào)傳到采集卡中，轉(zhuǎn)化為YUV數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步的處理。實(shí)際環(huán)境中光照可能不均勻，特別是在太陽強(qiáng)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(diǎn)存在的情況，準(zhǔn)確地確定牌照區(qū)域及識(shí)別是整個(gè)識(shí)別系統(tǒng)的重要部分。因此，利用配套的車牌識(shí)別系統(tǒng)，通過分析圖像亮度，智能調(diào)整相機(jī)參數(shù)和LED燈，防止曝光過度和燈光不足，獲得易于識(shí)別的圖像成為必要。車牌檢測(cè)定位：首先對(duì)采集到的視頻圖像進(jìn)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(duì)這些侯選區(qū)域做進(jìn)一步分析、評(píng)判，選定1-3個(gè)區(qū)域?qū)⑵鋸膱D象中切割出來。車牌顏色識(shí)別及二值化：針對(duì)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(duì)車牌進(jìn)行二值化智能處理，盡量減少噪點(diǎn)。 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(huì)給

5、下一步字符分割帶來困難，而且還將對(duì)后續(xù)字符識(shí)別的正確率造成直接影響需要在字符分割之前進(jìn)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(duì)復(fù)雜環(huán)境下的汽車圖像中的字符分割。字符識(shí)別：字符識(shí)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(duì)待識(shí)別字符進(jìn)行特征提取，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)特征提取直至識(shí)別出結(jié)果。識(shí)別結(jié)果網(wǎng)絡(luò)輸出： 利用網(wǎng)絡(luò)把車牌顏色，車牌號(hào)碼， 壓縮后的整個(gè)特寫圖片傳出3. 系統(tǒng)特點(diǎn)一、 軟硬件體系結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)傳統(tǒng)車牌識(shí)別系統(tǒng)的基本硬件配置是由攝像機(jī)、工控機(jī)、采集卡、照明裝置組成，以及具有識(shí)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(duì)環(huán)境要求高（比如要放在帶有溫控的機(jī)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(chǎng)的工作。本產(chǎn)品是一種硬件實(shí)現(xiàn)識(shí)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(shí)別，具有體積小，溫度適用范圍廣，前端能快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，戶外運(yùn)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(shì)傳統(tǒng)車牌識(shí)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(cè)器檢測(cè)車輛通過信號(hào)，系統(tǒng)接受到車輛觸發(fā)信號(hào)后，采集車輛圖像，自動(dòng)識(shí)別車牌，以及進(jìn)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(duì)于每一幀圖像進(jìn)行分析處理

7、，拋棄硬件觸發(fā)，施工方便、簡(jiǎn)潔、易于維護(hù)。三、識(shí)別速度與可靠度優(yōu)勢(shì)國(guó)際交通技術(shù)提出的識(shí)別速度是1秒以內(nèi)。 國(guó)內(nèi)的車牌識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中識(shí)別速度達(dá)到平均200-500毫秒，一般要求識(shí)別車牌大小為160Pixels。由于識(shí)別的實(shí)時(shí)性要求和抓拍率要求，一般需要外部觸發(fā)抓拍對(duì)單張圖片進(jìn)行識(shí)別，由于光線和環(huán)境的影響，識(shí)別率都很低。本產(chǎn)品利用獨(dú)特圖像別技術(shù)以及人工智能，對(duì)視頻流中的車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別（每幀 40MS ）， 能夠根據(jù)字符的可靠度對(duì)多幀圖片進(jìn)行優(yōu)化選擇，保證識(shí)別的高準(zhǔn)確度。 對(duì)較小的車牌（110-130Pixels）有較高的識(shí)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(hù)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(jī)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(shí)系統(tǒng)中心：Ø 支持產(chǎn)品的在線升級(jí)，能夠在中心端對(duì)前端產(chǎn)品軟件完成更新。Ø 海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：車牌識(shí)別系統(tǒng)具有海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，能夠容納達(dá)千萬條圖片記錄；Ø 具備迅速、友好、方便的查詢、統(tǒng)計(jì)功能3系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 上海漢邁車牌識(shí)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(jī)、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(gè)識(shí)別器識(shí)別一路）、道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)、 手動(dòng)聚焦鏡頭、防護(hù)罩以及LED補(bǔ)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(shí)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(jī)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(gè)前端主機(jī)接收(1-40路)的前端數(shù)據(jù)和圖片, 識(shí)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(hào)、車輛的方向；Ø 嫌疑車輛列表：車牌號(hào)碼、車牌顏色、車型、車身顏色;Ø 記錄列表：車牌號(hào)碼、記錄日期、記錄時(shí)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(jī)的處理器接點(diǎn)。應(yīng)用模塊:Ø 實(shí)時(shí)記錄單路監(jiān)測(cè)車道的車輛信息，包括車輛照片、 車牌號(hào)碼、通過時(shí)間（年、月、日、時(shí)、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(duì)某一道路車

11、輛進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)(日統(tǒng)計(jì), 星期統(tǒng)計(jì)), 柱狀圖顯示；Ø 添加/刪除違章車輛號(hào)碼；Ø (數(shù)據(jù)中心)可將車輛的車牌號(hào)碼、日期、時(shí)間、地點(diǎn)等信息記錄到數(shù)據(jù)庫中，并可針對(duì)通過時(shí)間、車牌號(hào)碼等參量進(jìn)行單一或組合方式的精確或模糊查詢和統(tǒng)計(jì)。并能對(duì)違章車輛等各類信息進(jìn)行顯示Ø 對(duì)嫌疑車輛記錄進(jìn)行備份；Ø 根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行硬盤空間管理， 由系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)過期數(shù)據(jù)格式化， 硬盤自動(dòng)循環(huán)使用；四 前端系統(tǒng)前端監(jiān)控點(diǎn)系統(tǒng)位于關(guān)鍵的場(chǎng)所和交通要道, 前端系統(tǒng)由標(biāo)清設(shè)備（道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)和DSP識(shí)別器）或高清設(shè)備（一體化高清設(shè)備）、LED補(bǔ)光系統(tǒng), 傳輸系統(tǒng)等組成，完成機(jī)動(dòng)車輛牌照抓拍

12、、識(shí)別、以及傳輸功能，系統(tǒng)具有很強(qiáng)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(dòng)拍攝1張車輛通過監(jiān)測(cè)點(diǎn)的照片，照片可清晰分辨出所記錄車輛的車型、顏色、牌照號(hào)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(jī)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(jī)設(shè)備能通過光纖將記錄的車輛信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]中心；Ø 前段設(shè)備和光端機(jī)設(shè)備能全天候24小時(shí)不停機(jī)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(diǎn)實(shí)施方案監(jiān)控點(diǎn)上的系統(tǒng)配置是根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的道路和環(huán)境情況而有所變化的。在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)上，采用視

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

14、機(jī)進(jìn)行視頻圖像監(jiān)控與記錄。所以我們按照要求，設(shè)計(jì)了以下雙車道監(jiān)控點(diǎn)的具體設(shè)置圖。 圖3 雙車道安裝圖對(duì)于高清車牌識(shí)別系統(tǒng)而言, 其本身的有效像素1616Pixels, 一般可識(shí)別的車牌大小為120Pixels, 而每張車牌的實(shí)際大小為0.48M, 那么一個(gè)高清車牌識(shí)別系統(tǒng)的有效監(jiān)控范圍為6.40M(13個(gè)車牌的范圍)。2。傳輸設(shè)計(jì)前端的卡口識(shí)別主機(jī)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(shí)現(xiàn)是比較理想的方式。3輔助設(shè)備設(shè)計(jì)為了將攝像機(jī)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(jī)組以及補(bǔ)光燈系統(tǒng)。根據(jù)卡口系統(tǒng)的項(xiàng)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(chǎng)具體情況而定，該桿可抵御12級(jí)以上臺(tái)風(fēng)襲擊和行駛車輛的碰撞。在每個(gè)建設(shè)點(diǎn)只需架設(shè)一根監(jiān)控桿，在其上可以合并安裝攝像機(jī)與補(bǔ)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(duì)路口環(huán)境所造成的影響?？紤]到系統(tǒng)必須24小時(shí)運(yùn)行，對(duì)于室外抓拍，環(huán)境照度無疑是個(gè)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(jī)和輔助照明單元。輔助照明單元主要是LED補(bǔ)光燈和道路路燈組成。我們采用低功率正常光進(jìn)行補(bǔ)光處理。該設(shè)計(jì)對(duì)駕駛員影響不大，不會(huì)對(duì)駕駛造成影響。同時(shí)為了避免雷電對(duì)系統(tǒng)的損害，整個(gè)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(shí)別系統(tǒng)前端主視圖1 DSP器車牌識(shí)別器Ø 使用高性能嵌入式的TI 平臺(tái), 時(shí)鐘為600MHz，8個(gè)并行運(yùn)算單元，處理能力達(dá)4800MIPS。Ø 內(nèi)嵌的識(shí)別軟件包含了視頻采集、圖像預(yù)處理、車牌檢測(cè)、車牌切分、字符識(shí)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(qiáng)、識(shí)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(jí)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?cái)z像機(jī)專用道路監(jiān)控?cái)z像機(jī)：推薦品牌: JVC 1/2 1481BEC3 鏡頭推薦鏡頭：TAMRON 13VG20100AS(1/3CCD)4 全天候防護(hù)罩Ø 帶自動(dòng)溫控風(fēng)扇及加熱裝置，在異常寒冷和高溫下啟動(dòng)加熱和降溫功能。Ø 防塵、防熱功能Ø 防護(hù)等級(jí)IP65推薦：YAAN4722SHK5 補(bǔ)光燈 為了提高夜間抓拍質(zhì)量，本設(shè)備可以提供了補(bǔ)光燈，和控制接口電路，一旦檢測(cè)到圖像亮度降底， 系統(tǒng)自動(dòng)控制相應(yīng)的補(bǔ)光燈，進(jìn)行補(bǔ)光照明。

18、6; 攝像機(jī)的夜晚補(bǔ)光,對(duì)車牌敏感,強(qiáng)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(chǎng)所, 525米有效距離。Ø 220V交流供電外接開關(guān)控制信號(hào)接口，可以通過IO開啟關(guān)閉LED燈。 Ø 防護(hù)等級(jí)IP65。六 卡口高清設(shè)備技術(shù)指標(biāo)與圖片實(shí)例Ø 使用高性能嵌入式的平臺(tái), 時(shí)鐘為900MHz，8個(gè)并行運(yùn)算單元，處理能力達(dá)7200MIPS。 Ø 內(nèi)嵌的識(shí)別軟件包含了視頻采集、圖像預(yù)處理、車牌檢測(cè)、車牌切分、字符識(shí)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(qiáng)、識(shí)別速度快 （一路或兩路識(shí)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(jí)。 Ø 支持完整的TCP/IP協(xié)議簇。 &#