牌识别系统技术的工作原理探讨与分析

2023年11月28日发(作者：长安奔奔mini新能源电动汽车)

车牌识别系统技术的工作原理探讨与分析

车牌照是全世界唯一对车辆身份识别的标记，尽管牌照的字符、颜色、格式内容和

制作材料会多种多样，但车牌照仍是全球范围内最为精确和特定的识别标记。根据国际交

通技术有关统计，全世界范围内除中国以外，已经有78家公司在生产车牌识别产品。

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%。利普视觉的车牌识别系

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。利普视觉的车牌识别系统在

实际应用中识别速度达到平均200毫秒。

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；

利普视觉的后台管理体系，采用多任务并行处理机制将前端车牌自动识别与后端图

像数据库管理溶为一个整体，可靠保障图像数据和识别结果存储管理。同时，前端 在进

行实时车辆抓拍和车牌识别时，可以并行操作后台数据查询，统计、打印、存储与通信，

互不影响。后台操作数据查询、统计、打印、存储与通信，也不影响前 端实时车辆抓拍

和车牌识别。利普视觉网络版的车牌识别系统软件，安装在系统客户端和服务端工作站，

即可建成一个功能完善的机动车布防网络。操作人员在中心 服务端工作站通过监控管理

程序远程管理、维护各客户端工作站的系统，包括数据自动上传和下发、设置运行参数、

查看系统运行状态和异常信息等。

来自实际应用的选择

即便是一个达到实用标准的车牌识别系统，由于所选择的技术路线，软硬件体系结

构以及触发方式不同，要发挥其有效的功能，还得取决于实际的应用需求。

一、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下车牌识别 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。

利普视觉选择自然光识别技术路线。

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。利普视觉同时提供红外光路线识 别技术。

二、软硬件体系结构

一个车牌识别系统的基本硬件配置是由摄像机、主控机、采集卡、照明装置组成。

而软件是由一个具有车牌识别功能的图像分析和处理软件，以及一个满足具体应用需求的

后台管理软件组成。

车牌识别系统于是出现了两种产品形式，一种是软硬件一体，或者用硬件实现识别

功能模块，形成一个全硬件的车牌识别器，例如DSP。另外一种形式是开放式的 软、硬

件体系，即硬件采用标准工业产品，软件作为嵌入式软件。两种产品形式各有优缺点。开

放式体系的优点是由于硬件采用标准工业产品，运行维护容易掌握， 备品备件采购可以

从任何一家产商获得，不用担心因为一家产商倒闭或供货不足而出现产品永久失效或采购

困难。

三、触发方式

车牌识别系统有两种触发方式，一种是外设触发，另一种是视频触发。

外设触发工作方式是指采用线圈、红外或其他检测器检测车辆通过信号，车牌识别

系统接受到车辆触发信号后，采集车辆图像，自动识别车牌，以及进行后续处理。

视频触发方式是指车牌识别系统采用动态运动目标序列图像分析处理技术，实时检

测车道上车辆移动状况，发现车辆通过时捕捉车辆图像，识别车牌照，并进行后续处理。

视频触发方式不需借助线圈、红外或其他硬件车辆检测器。

利普视觉同时提供外设触发和视频触发两种方式，其中视频捕捉率达到98%。