系统简介

　　传统车牌识别系统，采用模拟标清成像技术，分辨率最大为768×576，像素不足。模拟摄像机所采用的图像传感器虽然具有线性好，反应灵敏，最低光照度可小于0.0Lux，但也存在模拟线性成像中面临的图像层次不明朗、对比度差等问题，面对如刑侦、治安等业务部门需要追查套牌车辆、黑名单车辆、肇事车辆的司机面貌的诉求显得无能为力。而在车牌检测技术上，传统车牌识别系统采用线圈触发，线圈触发应用的主要缺点是对非机动车和行人无法触发抓拍。此外，铺设线圈需要一定的施工量，安装比较复杂，安装过程对可靠性和寿命影响很大，维修或安装需中断交通，破坏路面，影响路面寿命等。还有线圈有老化保养的问题，且线圈易被重型车辆、路面修理等损坏，从而导致系统或故障率高或不能正常工作，而且其维护难度较大，后期维护成本较高。因此，传统车牌识别系统实际使用效果受线圈、车辆检测器、跟车距离等因素的影响，如果线圈坏则不能抓拍;车辆检测器坏则不能抓拍;线圈或车辆检测器灵敏度不好时，有漏抓拍或误抓拍的现象。如果灵敏度太高，相邻线圈又可能互相干扰;触发瞬间，前车挡住后车车牌时将无法完成后车号牌的抓拍识别。

　　基于高清视频技术的新一代车牌识别系统采用数字高清成像技术，能达到1600×1200分辨率，有效像素在200万以上，是标清系统的5倍以上，可用一台高清摄像机覆盖更大的目标识别场景，并能够对局部目标进行清晰放大和辨识，很好地解决刑侦、治安等业务部门嫌疑目标面部特征、前排司乘人员面部特征、可疑车辆车型外貌的细节识别问题。传统车牌识别系统只是单纯车牌识别，而基于高清视频技术的车牌识别系统从根本上摆脱了地感线圈和标清成像的技术限制，采用了具有丰富扩展功能的视频检测触发和高清成像技术，其优势在于不依赖外部硬件的触发信号，只需接入视频信号便可自行完成从采集图像到完成车牌识别的全部功能。

　　视频触发方式可以抓拍包括机动车、非机动车、行人在内的所有运动目标。避免了前面提到的外部触发方式中所涉及到的外部触发信号源装置的使用年限、安装调试、维护等问题，不会造成对监测点路面的破坏。其施工、安装、调试方便，不受线圈、车辆检测器、前车挡后车、后车跟前车太近等问题的影响。由于系统对每一帧图像都进行采集和分析，并定位车牌和识别车牌，经多次识别，选取最好的识别结果为最终的车牌识别结果输出。

　　基于高清视频技术的新一代车牌识别系统，不仅仅识别出车牌，还能检测识别出车身颜色、车辆类型(货车、大巴、中巴、小型货车、小汽车等)、车标，前排司乘人员、非机动车驾驶人、行人等特征，同时对监测区域的交通参数进行自动采集，统计和分析，以得出该路段的交通参数，并且可以自动检测和识别各种交通事件、违章事件，是一套集公安、交警、刑侦等部门需求应用于一体的新一代智能交通管理系统。

　　系统原理

　　车牌自动识别是指检测受监控区域的特定目标(机动车辆、非机动车辆、行人等)，并自动提取车辆车牌信息(包含汉字字符、英文字母、阿拉伯数字及号牌颜色、结构等)进行处理和识别的技术。它以计算机视觉分析技术、IP网络视频技术为基础，建立运动目标的特征模型和识别目标特征，同时可以自动识别出如目标类型、号牌、车型、颜色、车标等。

　　车牌自动识别系统是利用动态视频流或静态图像进行目标检测，号牌、号牌颜色、车辆颜色、车辆类型、车身颜色、车标(厂商标志)等自动识别的系统。

　　车牌识别系统硬件一般包括摄像机采集单元(高清摄像机)、视频及号牌检测识别单元(视频检测器)、辅助补光单元(LED补光灯)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。视频及号牌检测识别单元对摄像机采集单元的实时视频流(视频流为多帧图像)作多帧分析和处理，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，同时自动识别出号牌、车型、颜色、车标等车辆信息。

　　典型应用

　　1、系统结构

　　一个完整的车牌识别系统一般可以分为前端信息采集系统、通信网络传输系统、中心管理应用系统，如图1所示。

图1 系统示意图[nextpage]

　　2、前端信息采集系统

　　前端信息采集系统由视频检测器、高清摄像机、辅助照明设备、设备基础设施及装载在视频检测器内的识别和控制软件等组成。

　　高清车牌识别系统对运动目标不但要有高图像捕获率，还须抓拍到清晰的图像(车牌、前排司乘人员、行人)，作为事后查询、特征搜索和取证z之依据。其高清视频还可以经编码器压缩传送到中心端，提供实时视频监控功能。

　　采用200万像素的高清晰摄像机可抓拍两个机动车道的车辆并能兼顾相邻车道的交叉，同时提供全景照片，彻底解决了跨线漏车问题，可以清楚记录车辆图像，同时还可以清晰地显示前排司乘人员的面貌和行人特征信息。

　　前端采集系统安装在外场路段，通过采集控制和识别软件实现全天候不间断的机动车、前排司乘人员、非机动车和行人的图片抓拍和信息处理、存储、通信等功能，对于抓拍的机动车图片实现号牌、颜色、车型等特征自动识别功能，所有信息可在前端视频检测器内进行存储，并由专用通信软件将获取的信息实时传递给指挥中心。而视频编码器为可选项，当系统需要提供视频监控功能时选用。

　　以一个单侧断面(单向四条车道)为例，前端设备安装示意图如图2。

图2 前端设备安装示意图

　　3、通讯网络传输系统

　　高清车牌识别系统前端信息传输，采用具有交换功能的以太网光端机。一个双向断面的数据信息包括4路高清视频和4路检测数据。每路高清视频带宽为612Mbps，检测数据带宽随车流量变化以及发生事件数量而不同，按照每车道每秒高峰车流量为0.5估算，每条车道拍摄二张图片，每路车辆信息占用带宽约为4.5Mbps。一个双向断面的总带宽最大为17M×4=68M，选用8端口100M以太网光端机完全可以满足信息传输的需求。

　　所有高清视频及检测数据在中心统一接入系统专用TCP/IP网络，实现实时监控、存储和检测应用。

　　4、中心管理应用系统

　　中心管理应用系统，通过专网接收前端视频检测器上传来的各类检测数据，在指挥中心实现车牌识别数据管理、黑名单管理、交通事件管理、交通流数据管理、数据存储以及图像智能搜索等综合应用。

　　系统功能

　　前端信息系统功能

　　对经过检测点的目标实时记录并保存记录信息：系统可对途经的监控目标(机动车、前排司乘人员、非机动车、行人)进行24小时捕获，能提供高清晰的图片。所提供的图片能够清晰辨认车辆类型、车身颜色、所载货物和所处位置，对于人员能清晰辨别人员衣着穿戴等主要特征，还可提供完整的车头信息，对于驾驶室前排司乘人员,要能提供清晰可辨的面貌特征。系统需自动保存所捕获车辆(人员)的信息，包括车辆(人员)的图片、车牌号码、司乘人员的面貌、车辆经过时的时间、经过的地点等。如下所示：

全景图片[nextpage]

　　· 图片信息提供：可提供机动车道图片、非机动车道图。要求每经过一辆机动车提供一张全景图;每经过一辆非机动车，也需提供一张全景目标图;

　　· 车辆基础特征信息提取：可从机动车图片中自动获取机动车号牌号码、号牌颜色、号牌结构、车身颜色、车辆类型、装载情况等信息。其中号牌识别功能为系统能够通过对机动车号牌定位、字符切分、字符匹配和图像预处理实现号牌自动识别，可识别“92式”“02式”民用车牌和军车、警车等特殊号牌，可以识别车牌颜色;

　　· 车辆动态信息：实时记录车辆通过卡口断面的时间、地点、行驶方向;

　　· 车辆速度检测：支持视频测速等多种测速方式;

　　· 交通流参数检测：获取断面车流量、车速、时间占有率等交通参数;

　　· 非机动车特征信息提取：获取非机动车的颜色等特征信息，为对象特征匹配和检索提供支持;

　　· 人特征信息提取：获取行人和机动车前排司乘人员的面貌特征、衣着主体颜色等特征信息;

　　· 能够获取机动/非机动车乱行、非正常行驶的信息，即能够抓拍逆行车辆，并能清晰辨别号牌和车辆特征，能够抓拍非机动车道上的机动车、机动车道上的非机动车和人的特征信息;

　　· 布控撤控功能：可以根据用户要求对监测点施行车辆布控和撤控，支持多种布控方式，包括：号牌布控、模糊布控、车辆颜色布控等;

　　· 车辆比对监测报警功能：可根据用户要求对布控的车辆自动进行比对，对符合报警要求的目标自动进行报警;

　　· 自动报警功能：系统能对违章超速、布控车辆等进行报警，并支持本地和远程报警;

　　· 提供的数据和图像具有防篡改功能，例如采用水印、图片加密等技术;

　　· 系统具有查询统计分析功能，对各类报表支持打印功能;

　　· 能够提供前端采集设备实时运行状态信息与故障报警信息，采集范围包括触发单元、抓拍单元、传输单元与预处理单元等设备。

　　中心管理应用系统

　　1、应用系统功能

　　· 系统对时功能;

　　· 远程维护管理功能;

　　· 设备状态监测功能;

　　· 设备防盗监测功能;

　　· 通信状态监测功能;

　　· 设备管理功能;

　　· 安全管理功能。

　　2、应用扩展功能

　　· 统一布控报警功能;

　　· 行车轨迹跟踪功能;

　　· 跟车关联性分析功能;

　　· 套牌车辆检测功能;

　　· 车辆区域关联性分析功能;

　　· 车辆特征数据获取功能;

　　· 交通流参数检测功能;

　　· 非机动车与人员特征查询功能。

　　案例分析

　　系统建成后可取得以下效能：

　　· 有效检测和记录各路段过往的机动车辆、非机动车辆和行人;

　　· 对过往车辆内前排人员进行抓拍记录和备案，方便公安对犯罪嫌疑人稽查;

　　· 24小时对监测区进行视频监控;

　　· 及时通报路况、车流等相关交通信息，有效提升道路交通管理效果;

　　· 提高大型安保现场辅助指挥效果;

　　· 协助相关单位查究违法违章车辆和人员，为侦破刑事案件提供证据;

　　· 降低公安干警劳动强度，提高干警工作效益和效率;

　　· 提升治安管控效果，全天候监控给违法犯罪分子心理震慑效果;

　　· 有效提升高速道路交通管理效果。