汽车牌照识别系统发展几年来，已得到很多用户的青睐，并在较大范围内使用。本文就以其应用现状为基础，为读者详细介绍汽车牌照识别技术的主要内容，希望给读者一点参考。

        根据标准《JT-T604-2004汽车号牌视频自动识别系统》的定义，汽车牌照识别器是用来对车辆号牌进行图像抓拍、分析识别，最终输出车辆号牌信息的系统。

        汽车牌照识别器采用包含智能补光技术的专用成像系统，其基于计算机图像处理技术对抓拍的车牌图像进行分析，通过定位、旋转、校正、分割、识别等过程，自动识别汽车牌照。

汽车牌照识别技术介绍
        汽车牌照识别系统主要包括触发模块、成像模块、识别模块、通信模块和应用模块五部分。其中成像模块、识别模块是汽车牌照识别系统的关键，组成结构参见图1汽车牌照识别系统模块结构图。

图1   汽车牌照识别系统模块结构图

        触发模块：自动检测车辆在指定区域的存在，常用的触发方式有线圈触发、视频触发、红外触发、雷达触发、激光触发。目前，收费系统中使用最多的触发方式为线圈触发。

        成像模块：用成像控制和补光技术，使得摄像机全天候成像清晰。

        定向反射与自然光相结合的识别原理，提高了牌照识别率和定位率。定位率高，则识别率也高。摄像机成像控制技术和智能补光技术，确保了成像质量，使得不受大灯和光线明暗的影响，成像清晰、识别率高。

        识别模块：其用于抓拍车辆图像，采用图像处理和模式识别技术对抓拍的图像分析、识别，识别过程参见图2。

图2   识别模块过程示意图

        通信模块：根据通信协议，识别模块跟与之相连的设备进行数据交互。

        应用模块：根据车辆信息化管理的需要，对车辆相关信息进行存储、查询、分析等，以达到应用的目的。[nextpage]

汽车牌照识别系统应用范围
        汽车牌照识别系统近几年发展火热，在各地已经有实际的应用，其应用范围主要在城市交通管理、高速公路收费管理、公路超限治理、其它应用等四个方面，下面分别进行阐述。

城市交通管理
1、治安卡口
        近年来，随着各地“平安城市”项目的大量应用，治安卡口系统也成为当前国家“平安城市”项目的主要内容。
治安卡口系统要满足刑侦、经侦、禁毒、治安、国安、交警各业务部门的实际需求，提供可供实战的应用功能，真正成为公安管理部门的有力武器。

        治安卡口大多设置在道路的路段上，部分设置在公路收费站收费车道上，其治安卡口系统联网组成架构可参考图3治安卡口系统结构框图。

图3   治安卡口系统结构框图

2、违章闯红灯抓拍系统
        汽车牌照识别系统也常被安装在交通路口，俗称电子警察系统，其由最初简单的闯红灯抓拍被演变为现在的卡口记录功能和视频触发、抓拍多项违章内容的综合监控系统，包括超速行驶、违章压黄线、禁区停车、逆行、测速、黑名单报警等多项内容，电子警察系统组成架构和功能可参见图4。

图4   电子警察处理系统功能分布图

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3、移动查车系统
        汽车牌照识别系统可安装在移动车辆中，其既不受气候、场地的影响，又机动灵活、取证方便，可在道路中任意位置进行识别过往车辆的车牌信息，是流动的治安卡口。

4、旅行时间等交通信息发布系统
        随着城市交通智能化的深入，智能交通系统（ITS）正向信息服务方向发展。目前的ITS系统要求实时采集、及时发布道路交通信息。使道路使用者通过情报板，能够随时了解从甲地到乙地间的运行时间、运行速度、堵塞长度等。另外，通过车内广播和路侧广播可以了解到各个路口的信息。如果安装了车载终端，这些信息还会自动转换为文字。

5、拥挤收费系统
        最近，上海、广州等大城市宣布将根据市场需求和道路容量，研究更加完善的调控措施和合理的机动车总量规模，在适当的时候推行“道路拥挤收费”。

        上海将选择部分市中心区域限制私车在特定时段行驶，从而扩大公交车的路权，提高公交车的速度。据预测，在实行“拥挤收费”的区域内，交通量有望降低10%到20%，平均车速将提高15%到25%。

        新加坡、伦敦等城市已经实行交通拥挤区收费，伦敦的拥挤收费系统就采用车牌识别技术。拥挤收费系统架构及功能可参见图5。

图5   基于车牌识别技术的拥挤收费系统

        车牌识别技术应用于城市道路拥挤收费系统不需要安装任何车载设备，可以减少一大笔初期投资，但拥挤收费系统对车牌识别的准度要求非常高。

高速公路收费管理
1、联网收费系统
        在目前的收费系统中存在着一些问题：如司机之间换卡等，造成通行费流失；收费员作弊降车型，造成通行费流失；收费员手输车牌，工作量大，且容易出错；免费车、黑名单车没有信息化管理。、

        系统在出入口车道安装汽车牌照识别器，可以解决上述问题，防止司机之间换卡，避免通行费流失；辅助车型分类，自动建立车牌与车型一一对应的车型库，防止车型降档；车牌信息自动识别，收费员校核，避免出错；建立免费车辆数据库，只有免费车辆数据库中的车辆才能免费放行；建立黑名单车辆数据库，当黑名单车辆通过出口的时候，系统会自动报警，提示进行相关处理。联网收费系统组成架构及联网方式参见图6。

图6   联网收费汽车牌照识别系统结构框图

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2、多路径识别拆分帐系统
        在联网收费系统建设中，都面临着多路径识别及结算问题。在联网收费环境下，不可避免地存在有高速公路环路情况，即车辆可以在网络内由一点出发通过不同的线路到达目的地。在投资主体多元化的路网环境下，路径识别不仅仅涉及对每一通行车辆如何计算通行费，同时还要考虑将收入的通行费拆分给哪个收费单位的问题，通行费的拆分直接关系到各条高速公路的合法利益。

        为了解决以上问题，在高速公路路网内的所有收费站入口车道、出口车道安装汽车牌照识别器；在多义性路径的关键点上安装门架式汽车牌照识别系统。系统最大限度地发挥车牌识别的作用，为路径识别提供专业、实用的管理决策和服务信息，大大提高收费效率与监管水平，图7展示了多路径识别拆分帐系统网络组成结构及各部分功能。

图7   多路径识别拆分帐系统结构框图

公路超限治理
1、超限检测站快速检测系统
        货运车辆经过公路治超站时，经常因为检测过程复杂而造成堵车。公路治超检测站大部分还采用人工输录方式，平均每检测一辆货运车辆需要2-3分钟时间，一些交通流量大的治超站常常发生堵车现象。

        在安装了车牌自动识别系统后，被检测车辆的车牌号、载重量等要素将被自动输入到电脑，省去了人工输录的过程，每检测一辆货车只需要10秒钟，大大节省了检测时间，提高了工作效率及执法的透明度。[nextpage]

2、高速预检称重系统
        在车流量大、车道多、车速快的公路上，安装高速预检称重系统，对在行车道上正常行驶的载货车辆进行重量预检测，如有车辆超过系统设定的限载值，则该车辆的车牌照号码及车辆图像、检测数据等，都被传输到前方的治理超限超载执法站内；而经高速预检系统预检测，装载符合规定的车辆则正常行驶，无须进入执法站内。

        高低速结合动态称重系统，是在车流量大、车道多、车速快的公路上，治理超限超载的一个良好的解决方案，它具有检测效率高，检测针对性强的特点，既减轻了执法站内低速称重的检测压力，又保证了公路交通不会因执法检测而导致拥堵。

其它
1、停车场、单位出入口车辆管理
        如何保障车辆停泊的安全，这是一直困扰停车场管理者的难题。现行的解决方法是：进场发卡、出场核对。卡的核对分两个方面来进行，入场身份核对依靠电脑进行，而人车相符性的核对则由保安员进行。靠人的记忆力和责任心来识别、处理。存在的问题是：由于人的记忆力和责任心因人不同而不同，因此在实际工作中是否出错会因人而异，而且每换新人必须重新培训。

        在出入口车道了安装汽车牌照识别器即可以解决上述问题。车牌信息自动识别；自动建立车牌与身份卡一一对应关系，当车辆出场时，系统会自动核对，防止无入场身份的人开车出场和有入场身份的人开别人的车出场；建立免费车辆数据库，只有免费车辆数据库中的车辆才能免费放行；建立黑名单车辆数据库，当黑名单车辆通过出口的时候，系统会自动报警，提示进行相关处理。

2、车管所机动车检测线
        机动车自动检测系统配置汽车牌照识别系统，自动化程度进一步提高，明显缩短检测总时间，减少待检车辆排队长度，获得了明显的社会效益和经济效益。

汽车牌照识别系统发展趋势
         发展趋势具体表现在以下方面：
·视频图像处理由工控机向DSP再向智能相机，机内部集成了高速DSP处理芯片方向发展；视频图像传输将由图像数据远距离传输到后端主机发展为图像采集、识别处理、数据存储等工作全部在相机内部进行，即将高清摄像机的图像采集、处理、存贮、通讯一体化；
·车牌识别软件不断更新，准确率提高到98%，识别车牌类型不断增加，可以识别农用车牌、民航车牌、境外车牌等特殊车牌；
·监控范围从机动车车牌扩展到车身特征、司乘人员特征；
·以车身颜色识别为代表的视频检测技术进一步应用；
·补光方式由恒定照明向闪光灯再向LED灯发展；
·车辆检测方式由环行线圈检测发展为视频检测；
·车辆测速范围和精度不断提高，由线圈测速向视频辅助测速发展；
·车牌识别由单次抓拍识别发展为视频流多次识别；
·注重环保节能，降低对驾驶人的影响；
·车牌识别更专业、设备维护更便捷，售后服务更专业、网络覆盖面更广。[nextpage]

汽车牌照识别系统新技术应用
        本文结合以往的成功案例，将介绍在汽车牌照识别系统中的新技术应用。
1、高性能嵌入式处理系统
        传统的高清系统中，系统将相机拍的图片发送给工控机等处理系统进行识别处理和存储等操作，这样对传输和处理设备的要求非常高，很难达到系统的设计处理能力要求。

        新的智能高清摄像机嵌入式处理方案能有效解决上述问题。每个车道配置一台200万像素智能高清摄像机，分辨率高达1600×1200像素，负责车辆前排司乘人员面部特征捕获、牌照自动识别和车身颜色的自动识别等工作，并将处理结果通过以太网发送给智能高清摄像机终端服务器。

        终端服务器采用嵌入式linux专用系统，负责车辆通行信息的接收存储和上传，同时用户可通过终端服务器查看管理所有前端设备，每台智能高清摄像机终端服务器可同时连接多达20台智能高清摄像机，极大提高系统处理性能。

2、图像采集处理一体化设计
        智能高清摄像机内部集成工业级逐行扫描CCD和高速DSP芯片，独立完成整个图像抓拍、车牌识别、车身颜色识别、车速获取等功能，车辆信息获取完成后由结果装配与通讯模块打包通过以太网上传终端服务器，增强系统处理能力，使系统结构清晰简洁，扩展方便。

3、反馈控制的全天候高清晰成像
        整个成像系统是一个由智能高清摄像机、智能补光灯和成像控制软件组成的精密系统，它们之间的有序配合和反馈控制使得白天和晚上抓拍的车辆图像清晰度高，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。

        系统综合了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了特殊的镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，使得系统全天候对各类车型都能有效解决前挡风玻璃反光和强光直射等问题，确保车身、车牌和车辆前排司乘人员面部特征都清晰可辨。

4、车身颜色识别
        可自动对车身颜色的深浅和10种常见车身颜色进行识别，为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。

        系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆；并识别出10种常见车身颜色，包括白色、银色、灰色（含灰与银灰）、黑色、红色（含红与暗红）、深蓝色、蓝色（含蓝和青）、黄色（含金黄和黄）、绿色（含绿和暗绿）、褐色（含浅褐和褐），10种颜色以外的颜色（含花色车辆）属于其它颜色。

        深浅分类准确率不小于80%；10种常见车身颜色识别准确率不小于60%。

5、视频辅助触发、辅助测速
        采用视频触发作为辅助触发，在线圈触发失效的情况下，能够在较短的时间内报警，同时取代线圈进行触发工作。这样，用户可以在第一时间得到故障信息，在问题解决前仍然可以有效监控道路运行状况，可以做到无间断的监控和及时的反应。

6、前端、后端独立的专有网络结构
        采用两个独立的网络结构，即终端服务器与智能高清摄像机之间的网络和终端服务器与中心之间的网络相互独立。这样可以减少对公安网IP地址的占用，监测点内的设备增加或IP变更更加方便，网络安全性也大大提高。

结语
        新一代基于高清智能工业相机的一体化汽车牌照识别系统将在智能交通领域和城市安防领域发挥更大作用，并将在各类应用中，展现出其先进技术的优势。