车牌识别的基本方法

2024年3月30日发(作者：奔驰敞篷跑车价格及图片)

车牌识别的基本方法

系统简介

车牌识别(Vehicle License Plate Recognition，VLPR) 是现代智能

交通系统中的重要组成部分之一，应用十分广泛。它以数字图像处理、模

式识别、计算机视觉等技术为基础，对摄像机所拍摄的车辆图像或者视频

序列进行分析，得到每一辆汽车唯一的车牌号码，从而完成识别过程。通

过一些后续处理手段可以实现停车场收费管理，交通流量控制指标测量，

车辆定位，汽车防盗，高速公路超速自动化监管等等功能。对于维护交通

安全和城市治安，防止交通堵塞，实现交通自动化管理有着现实的意义。

车牌识别停车场管理系统将摄像机在入口拍摄的车辆车牌号码图象自

动识别并转换成数字信号。做到一卡一车，车牌识别的优势在于可以把卡

和车对应起来，使管理提高一个档次，卡和车的对应的优点在于长租卡须

和车配合使用，杜绝一卡多车使用的漏洞，提高物业管理的效益；同时自

动比对进出车辆，防止偷盗事件的发生。升级后的摄像系统可以采集更清

晰的图片，作为档案保存，可以为一些纠纷提供有力的证据。 方便了管理

人员在车辆出场时进行比对，大大增强了系统的安全性。

汽车牌照自动识别技术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。通过对图像的采集和处理，

完成车牌自动识别功能，能从一幅图像中自动提取车牌图像，自动分割字

符，进而对字符进行识别.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。 某些牌照识别系统还具有通过视频图像判断车辆驶入视野的

功能称之为视频车辆检测。一个完整的牌照识别系统应包括车辆检测、图

像采集、牌照识别等几部分 。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。牌照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。

检测方式

1.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、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。

具备视频车辆检测功能的牌照识别系统，首先对视频信号中的一帧(场)

的信号进行图像采集，数字化，得到对应的数字图像；然后对其进行分析，

判断其中是否有车辆；若认为有车辆通行，则进入到下一步进行牌照识别；

否则继续采集视频信号，进行处理。

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，

使系统无法正确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。

2.牌照号码、颜色识别

为了进行牌照识别，需要以下几个基本的步骤：

· 牌照定位，定位图片中的牌照位置；

· 牌照字符分割，把牌照中的字符分割出来；

· 牌照字符识别，把分割好的字符进行识别，最终组成牌照号码。

牌照识别过程中，牌照颜色的识别依据算法不同，可能在上述不同步

骤实现，通常与牌照识别互相配合、互相验证。

(1)牌照定位

自然环境下，汽车图像背景复杂、光照不均匀，如何在自然背景中准

确地确定牌照区域是整个识别过程的关键。首先对采集到的视频图像进行

大范围相关搜索，找到符合汽车牌照特征的若干区域作为候选区，然后对

这些侯选区域做进一步分析、评判，最后选定一个最佳的区域作为牌照区

域，并将其从图象中分割出来。

(2)牌照字符分割

完成牌照区域的定位后，再将牌照区域分割成单个字符，然后进行识

别。字符分割一般采用垂直投影法。由于字符在垂直方向上的投影必然在

字符间或字符内的间隙处取得局部最小值的附近，并且这个位置应满足牌

照的字符书写格式、字符、尺寸限制和一些其他条件。利用垂直投影法对

复杂环境下的汽车图像中的字符分割有较好的效果。

(3)牌照字符识别

字符识别方法目前主要有基于模板匹配算法和基于人工神经网络算

法。基于模板匹配算法首先将分割后的字符二值化,并将其尺寸大小缩放为

字符数据库中模板的大小，然后与所有的模板进行匹配，最后选最佳匹配

作为结果。基于人工神经元网络的算法有两种：一种是先对待识别字符进

行特征提取，然后用所获得特征来训练神经网络分配器；另一种方法是直

接把待处理图像输入网络，由网络自动实现特征提取直至识别出结果。

实际应用中，牌照识别系统的识别率与牌照质量和拍摄质量密切相关。

牌照质量会受到各种因素的影响，如生锈、污损、油漆剥落、字体褪色、

牌照被遮挡、牌照倾斜、高亮反光、多牌照、假牌照等等；实际拍摄过程

也会受到环境亮度、拍摄亮度、车辆速度等等因素的影响。这些影响因素

不同程度上降低了牌照识别的识别率，也正是牌照识别系统的困难和挑战

所在。为了提高识别率，除了不断的完善识别算法，还应该想办法克服各

种光照条件，使采集到的图像最利于识别。

车牌识别技术路线

采用计算机视觉技术识别车牌的流程通常都包括车辆图像采集，车牌

定位，字符分割，光学字符识别，输出识别结果5个步骤。车辆图像的采

集方式决定了车牌识别的技术路线。目前国际ITS通行的两条主流技术路

线是自然光和红外光图像采集识别。自然光和红外光不会对人体产生不良

的心理影响，也不会对环境产生新的电子污染，属于绿色环保技术。

自然光路线是指白天利用自然光线，夜间采用辅助照明光源，用彩色

摄像机采集车辆真彩色图像，用彩色图像分析处理方法识别车牌。自然光

真彩色识别技术路线，与人眼感光习惯一致，并且，真彩色图像能够反映

车辆及其周围环境真实的图像信息，不仅可以用来识别车牌照，而且可以

用来识别车牌照颜色、车流量、车型、车颜色等车辆特征。用一个摄像机

采集的图像，同时实现所有前端基本视频信息采集、识别和人工辅助图像

取证判别，可以前瞻性的为未来的智能交通系统工程预留接口。

红外光路线是指利用车牌反光和红外光的光学特性，用红外摄像机采

集车辆灰度图像，由于红外特性，车辆图像上几乎只能看见车牌，然后用

黑白图像处理方法识别车牌。950nm的红外照明装置可抓拍到很好的反光车

牌照图像。因红外光是不可见光，它不会对驾驶员产生视觉影响。另外，

红外照明装置提供的是不变的光，所抓拍的图像都是一样的，不论是在一

天中最明亮的时候，还是在一天中最暗的时候。唯一的例外是在白天，有

时会看到一些牌照周围的细节，这是因为晴朗天气时太阳光的外光波的影

响。采用红外灯的缺点就是所捕获的车牌照图像不是彩色的，不能获取整

车图像，并且严重依赖车牌反光材料。

评价车牌识别系统的技术指标

从技术上评价一个车牌识别系统，有三个指标，即识别率、识别速度

和后台管理系统。当然，前提是系统要能够稳定可靠的运行。

一、识别率

一个车牌识别系统是否实用，最重要的指标是识别率。国际交通技术

作过专门的识别率指标论述，要求是24小时全天候全牌正确识别率85%～

95%。信路通的车牌识别系统在实际应用中已经达到了全牌正确识别率90%

以上。

为了测试一个车牌识别系统识别率，需要将该系统安装在一个实际应

用环境中，全天候运行24小时以上，采集至少1000辆自然车流通行时的

车牌照进行识别，并且需要将车辆牌照图像和识别结果存储下来，以便调

取查看。然后，还需要得到实际通过的车辆图像以及正确的人工识别结果。

之后便可以统计出以下识别率：

1、自然交通流量的识别率=全牌正确识别总数/实际通过的车辆总数

2、可识别车牌照的百分率=人工正确读取的车牌照总数/实际通过的车

辆总数

3、可识别全牌正确识别率=全牌正确识别的车牌照总数/人工读取的车

牌照总数这三个指标决定了车牌识别系统的识别率，诸如可信度、误识率

等都是车牌识别过程中的中间结果。

二、识别速度

识别速度决定了一个车牌识别系统是否能够满足实时实际应用的要

求。一个识别率很高的系统，如果需要几秒钟，甚至几分钟才能识别出结

果，那么这个系统就会因为满足不了实际应用中的实时要求而毫无实用意

义。例如，在高速公路收费中车牌识别应用的作用之一是减少通行时间，

速度是这一类应用里减少通行时间、避免车道堵车的有力保障。

国际交通技术提出的识别速度是1秒以内，越快越好。

三、后台管理体系

一个车牌识别系统的后台管理体系，决定了这个车牌识别系统是否好

用。必须清楚地认识到重要的一点是识别率达到100%是不可能的，因为车

牌照污损、模糊、遮挡，或者天气也许很糟（下雪﹑冰雹﹑大雾等等）。

后台管理体系的功能应该包括：

1、识别结果和车辆图像数据的可靠存储，当多功能的系统操作使得网

络出差错时能保护图像数据不会丢失，同时便于事后人工排查；

2、有效的自动比对和查询技术，被识别的车牌照号码要同数据库中成

千上万的车牌号码自动比对和提示报警，如果车牌照号码没有被正确读取

时就要采用模糊查询技术才能得出相对“最佳”的比对结果；

3、一个好的车牌识别系统对于联网运行，还需要提供实时通信、网络

安全、远程维护、动态数据交互、数据库自动更新、硬件参数设置、系统

故障诊断。