隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，機動車也隨之不斷增加，不規(guī)范駕駛行為、超速、路口違反交通信號等交通違法行為也越來越多。據(jù)公安部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2012年全國共查處不按交通信號燈指示通行交通違法行為2649萬起，平均每天7萬多起；共查處超速行駛9000多萬起，因超速行駛肇事導(dǎo)致7000多人死亡。大量的違章事故的處理使得交通管理部門的壓力也不斷增大，而智能車牌識別系統(tǒng)，能將違章事故的處理過程大大簡化，實現(xiàn)違章處理全自動化，從而大大提高了交通管理工作效率。

一、車牌識別系統(tǒng)

1.車牌識別系統(tǒng)組成

車牌識別系統(tǒng)主要包括車牌定位、字符分割和字符識別三個部分，其中車牌定位指在拍攝的汽車圖像中找出車牌所在的位置并將車牌區(qū)域提取出來；字符分割是將定位后的車牌圖像去除車牌邊界后進行字符的分割，從而得到單個的字符圖像；字符識別是把分割好的字符通過處理和特征提取，進行具體的字符識別。識別后的字符和攝像頭的地址碼（包含具體時間、地點、違章緣由等信息）通過GPRS傳輸至管理中心的數(shù)據(jù)庫，通過管理中心的違章確認處理后，將處罰結(jié)果通過GPRS短消息通知車主。其組成圖如圖1所示：

2.車牌定位

車牌定位是車牌識別系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟，定位的準確和快速將直接影響到最后字符識別的準確率。常見的車牌定位的方法有基于直線邊緣檢測（Hough變換）的方法、基于閩值迭代的方法、基于圖像彩色信息的方法、基于灰度檢測的方法、基于模板匹配的方法、基于自適應(yīng)能量濾波的方法等。其中基于直線檢測（Hough變換）的方法對復(fù)雜環(huán)境下車牌變形或者車牌污損較多時失效的可能性會大大增加，并且計算量較大；而閩值迭代的方法對車牌顏色模式很敏感，當存在兩種或兩種以上的車牌顏色模式時，就無法定位；圖像彩色信息的方法當車牌區(qū)域顏色和附近顏色非常相似時，定位的錯誤率也會大大增加?？紤]到復(fù)雜環(huán)境下各種因素都可能出現(xiàn)，并且每種定位方法都存在一定的局限性，為提高車牌定位的準確率，本系統(tǒng)采用由粗到細的多車牌定位法定位車牌。

如圖像二值化處理后，用灰度檢測法使車牌邊緣強化，快速的定位車牌位置的同時也增加了車牌的紋理信息。圖2是經(jīng)邊緣檢測后的圖像。

邊緣檢測后的車牌圖像已經(jīng)比較突出，接著可以根據(jù)特征法對對車牌特征進行投影定位。先通過水平定位測定車牌的水平位置，再通過垂直定位和投影分析得到準確的車牌位置。

3.字符分割

字符分割是將車牌中的單個字符分割出來，正確的分割直接影響到后繼字符的識別。最常見的字符分割方法是基于投影特征的分割法，通過投影圖中的峰谷分布規(guī)律進行字符分割。但是在復(fù)雜環(huán)境下如果車牌附近框架較多的話則投影圖中就很難準確分割出來。因此本系統(tǒng)在原有的垂直投影前先增加水平方向的投影分割，實驗表明這樣的改進能增加了一定的分割準確率。

4.字符識別

在車牌識別系統(tǒng)三個組成部分中，字符識別是最后也是最關(guān)鍵的一部，尤其是字符噪聲的處理，直接將影響到最后的識別結(jié)果。常用的去噪算法有去除雜點的算法、最大連通域的邊界均值的方法、Gabor濾波算法等，但是這些算法在連續(xù)噪聲，高噪聲等情況下去噪情況并不是很理想，因此本系統(tǒng)主要研究了基于EMD的去噪算法去除噪聲，然后再重建字符。該算法的具體步驟如下：（1）歸一化和二值化。先將所有的字符都歸一化到的矩陣，并對字符圖像進行二值化處理，如規(guī)定目標值為“1”，背景值為“0”。（2）積分投影。對二值化后的圖像進行積分投影，得到投影近似曲線。（3）經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，4層分解后提取出來的高頻分量去噪后擬合出來的投影波形效果最好，因此對上一步驟中的投影近似曲線進行EMD分解到4層高頻分量。（4）對每個IMF的每個數(shù)據(jù)點采用Gabor濾波器進行平滑處理。（5）對濾波處理后的前幾個IMF分量和未經(jīng)處理的IMF分量進行信號重構(gòu)，即得到濾波后的信號。

三、結(jié)語

識別出的字符輸入計算機，與實時上傳的車輛違章相關(guān)信息進行統(tǒng)一存儲，并提供確認界面由工作人員進行信息復(fù)核，違章數(shù)據(jù)經(jīng)過確認后將形成車輛違章信息數(shù)據(jù)庫，可定期通過短消息方式通知車主，并可定時與銀行進行數(shù)據(jù)同步，以便實現(xiàn)費用代繳。另外，根據(jù)之前通過交通主管部門提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，包括通緝、被盜、欠費等車輛信息，將識別系統(tǒng)送來的車牌號進行比對，發(fā)現(xiàn)相關(guān)車輛時系統(tǒng)可給出聲光告警信息。車牌識別系統(tǒng)由于識別速度快，大大增加了違章處理的工作效率，同時在停車場、收費站等特殊場地也可以實現(xiàn)實時登記、上網(wǎng)收費等功能。

參考文獻

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（作者單位：南京信息職業(yè)技術(shù)學院）