專利名稱：一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通、車牌識(shí)別領(lǐng)域，具體為一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System，ITS)是當(dāng)今信息領(lǐng)域最大的系統(tǒng)工程之一，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的全球性熱點(diǎn)問(wèn)題。ITS是指將先進(jìn)的人工智能技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息與通信技術(shù)、傳感器技術(shù)以及系統(tǒng)工程技術(shù)有效地集成，并應(yīng)用于地面交通管理，從而建立一種在大范圍內(nèi)，全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、 高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。車輛自動(dòng)化管理是ITS需要解決的主要問(wèn)題，而車牌識(shí)別技術(shù)是實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)化管理的核心手段。作為ITS的核心技術(shù)之一，車牌識(shí)別系統(tǒng)的研發(fā)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。車牌識(shí)別是指從視頻流中抓拍車牌圖像，然后利用圖像處理、模式識(shí)別等手段自動(dòng)識(shí)別出車牌，為車輛管理和交通控制提供信息。車牌識(shí)別系統(tǒng)主要由圖像獲取、車牌定位、字符分割和字符識(shí)別四個(gè)部分組成。自然光照條件下，車牌區(qū)域紋理比較清晰。盡管存在需要補(bǔ)光的情況(如夜晚或低照度條件)，現(xiàn)有車牌識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)幾乎都是基于被動(dòng)成像條件，必須應(yīng)對(duì)復(fù)雜背景、光照變化等不利因素。盡管采用了先進(jìn)的圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)，圖像源的質(zhì)量仍然是車牌定位、字符分割和字符識(shí)別等模塊的技術(shù)瓶頸。同時(shí)，遮擋和涂改車牌的情況屢見不鮮， 對(duì)車牌識(shí)別系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。因此，研發(fā)具有高質(zhì)量輸入源和反遮改功能的車牌識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)際意義顯著。車牌具有區(qū)別于車身、其它背景以及遮改材料的回歸反射特性，為研發(fā)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了契機(jī)。回歸反射特性可表述為反射光線沿光源的方向傳播，且保持在一個(gè)較小的立體角內(nèi)。具有回歸反射的車牌可以分為三類第一類，車牌底和字符均采用回歸反射材料；第二類，車牌底和字符僅有一者采用回歸反射材料；第三類，部分車牌底或字符采用回歸反射材料。其中，第二類車牌應(yīng)用最為廣泛，世界上許多國(guó)家僅采用此類車牌。目前，我國(guó)發(fā)行的白底黑字新式車牌也屬于該類型，包含以上三種類型的“92式”車牌很可能在不久的將來(lái)被其所取代。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)具有回歸反射特性的車牌的識(shí)別。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于包括有圖像處理模塊，還包括有基于回歸反射的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，所述主被動(dòng)成像系統(tǒng)包括近紅外攝像機(jī)、安裝在近紅外攝像機(jī)上的近紅外主動(dòng)光源，以及可見光攝像機(jī)、安裝在可見光攝像機(jī)上的可見光主動(dòng)光源；所述近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)水平連接組裝，或者相互垂直連接組裝，所述近紅外攝像機(jī)內(nèi)置有帶通濾光片，所述可見光攝像機(jī)內(nèi)置有可見光低通濾光片，所述近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)分別與處理模塊連接，向所述圖像處理模塊傳輸數(shù)據(jù)。所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于白天時(shí)近紅外主動(dòng)光源工作，近紅外攝像機(jī)工作在主動(dòng)成像狀態(tài)，可見光主動(dòng)光源關(guān)閉，可見光攝像機(jī)工作在被動(dòng)成像狀態(tài)， 近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)進(jìn)行同步抓拍；夜晚時(shí)近紅外主動(dòng)光源、近紅外攝像機(jī)均關(guān)閉，可見光主動(dòng)光源工作，可見光攝像機(jī)工作在主動(dòng)成像狀態(tài)。所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述近紅外主動(dòng)光源采用峰值波長(zhǎng)位于近紅外波段的近紅外閃光燈，或者是峰值波長(zhǎng)位于近紅外波段的近紅外激光照明器，其中
當(dāng)近紅外主動(dòng)光源采用近紅外閃光燈時(shí)，所述近紅外閃光燈、近紅外攝像機(jī)分別內(nèi)置有近紅外閃光燈光源峰值波長(zhǎng)附近的帶通濾光片；
當(dāng)近紅外主動(dòng)光源采用近紅外激光照明器時(shí)，所述近紅外攝像機(jī)內(nèi)置有與近紅外激光照明器激光光譜匹配的帶通濾光片。所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述可見光主動(dòng)光源采用閃光燈或定向持續(xù)照明器。所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述圖像處理模塊采用計(jì)算機(jī)或信號(hào)處理電路。一種反遮改車牌識(shí)別方法，所述車牌分為三類第一類為車牌底和車牌字符均采用回歸反射材料；第二類為車牌底和車牌字符僅有一者采用回歸反射材料；第三類為部分車牌底或車牌字符采用回歸反射材料，其特征在于處理模塊對(duì)近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)采集的車牌圖像進(jìn)行處理，包括以下步驟
(1)圖像輸入所述近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)分別將采集的近紅外、可見光圖像傳輸至圖像處理模塊；
(2)工作模式判別判斷近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)的工作模式，如果為白天環(huán)境下工作的白天模式則繼續(xù)步驟(3)，如果為夜晚環(huán)境下工作的夜晚模式則轉(zhuǎn)步驟(11)；
(3)近紅外車牌定位所述圖像處理模塊對(duì)近紅外攝像機(jī)傳輸?shù)慕t外圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)車牌的類矩形特征實(shí)現(xiàn)定位；
(4)可見光車牌匹配分割根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作用距離判斷近紅外、可見光圖像之間視場(chǎng)差，進(jìn)而根據(jù)所述視場(chǎng)差實(shí)現(xiàn)可見光圖像中車牌的匹配分割；
(5)車牌類型判別所述圖像處理模塊根據(jù)車牌的紋理特征對(duì)車牌類別進(jìn)行判別，如果車牌為第一類則繼續(xù)步驟(6)，如果車牌為第二類或第三類則轉(zhuǎn)步驟(9)；
(6)遮改判別根據(jù)步驟(3)得到的二值圖像中車牌區(qū)域零像素的面積進(jìn)行判別，如果該面積超過(guò)閾值即判定車牌存在遮改，繼續(xù)步驟(7)，如果該面積不超過(guò)閾值即判定車牌為正常車牌轉(zhuǎn)步驟(8);
(7)非遮改字符分割利用車牌具有規(guī)則的幾何尺寸、字符數(shù)等特點(diǎn)對(duì)可見光圖像的車牌區(qū)域中不存在遮改的部分進(jìn)行字符分割，分割完成后轉(zhuǎn)步驟(14)；
(8)可見光字符分割利用車牌具有規(guī)則的幾何尺寸、字符數(shù)等特點(diǎn)對(duì)可見光圖像的車牌區(qū)域進(jìn)行字符分割，完成后轉(zhuǎn)步驟(15)；(9)字符匹配分 割首先對(duì)近紅外圖像中的字符進(jìn)行分割，根據(jù)分割出的字符坐標(biāo)在可見光圖像中標(biāo)定每個(gè)字符塊的字符區(qū)域和背景區(qū)域；
(10)遮改判別若步驟(9)不能分割出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的字符，判定為存在遮改轉(zhuǎn)步驟
(14);若成功分割，分別對(duì)每個(gè)字符塊的字符區(qū)域和背景區(qū)域進(jìn)行二值化，若字符區(qū)域和背景區(qū)域中零像素面積超過(guò)閾值，判定為存在遮改轉(zhuǎn)步驟(14)，否則為正常車牌轉(zhuǎn)步驟
(15)；
(11)可見光車牌定位對(duì)可見光圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)車牌的類矩形特征實(shí)現(xiàn)定位；
(12)可見光字符分割利用車牌具有規(guī)則的幾何尺寸、字符數(shù)等特點(diǎn)對(duì)可見光圖像中車牌區(qū)域進(jìn)行字符分割；
(13)遮改判別若步驟(12)不能分割出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的字符，判定為存在遮改繼續(xù)步驟
(14);若成功分割，分別對(duì)每個(gè)字符塊的字符區(qū)域和背景區(qū)域進(jìn)行二值化，若字符區(qū)域和背景區(qū)域中零像素面積超過(guò)閾值判定為存在遮改繼續(xù)步驟(14)；否則為正常車牌轉(zhuǎn)步驟
(15)；
(14)判定為存在遮改，并對(duì)非遮改字符進(jìn)行識(shí)別后轉(zhuǎn)步驟(16)；
(15)判定為正常車牌，并對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別后繼續(xù)步驟(16)；
(16)結(jié)果輸出。一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于以第二類車牌——車牌底和車牌字符僅有一者采用回歸反射材料，作為研究目標(biāo)，包括有圖像處理模塊，還包括有基于回歸反射的主動(dòng)成像系統(tǒng)，所述主動(dòng)成像系統(tǒng)包括近紅外攝像機(jī)、安裝在近紅外攝像機(jī)上的紅光或近紅外主動(dòng)光源。所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述紅光或近紅外主動(dòng)光源采用峰值波長(zhǎng)位于紅光中心波長(zhǎng)到近紅外波段之間的閃光燈或激光照明器，所述近紅外攝像機(jī)內(nèi)置有紅光或近紅外主動(dòng)光源峰值波長(zhǎng)附近的帶通濾波片，所述紅光或近紅外主動(dòng)光源全天候工作，近紅外攝像機(jī)始終工作在主動(dòng)成像狀態(tài)。一種反遮改車牌識(shí)別方法，針對(duì)車牌底和車牌上字符僅有一者采用回歸反射材料的車牌，其特征在于圖像處理模塊對(duì)近紅外攝像機(jī)采集的車牌圖像進(jìn)行處理，包括以下步驟
(1)圖像輸入所述近紅外攝像機(jī)將所采集的近紅外圖像傳輸至處理模塊；
(2)車牌定位對(duì)近紅外圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)車牌的類矩形和紋理特征實(shí)現(xiàn)定位；
(3)字符分割利用車牌具有規(guī)則的幾何尺寸、字符數(shù)等特點(diǎn)對(duì)近紅外圖像中車牌區(qū)域進(jìn)行字符分割；
(4)遮改判別若步驟(3)不能分割出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的字符，判定為存在遮改繼續(xù)步驟 (5)；否則為正常車牌轉(zhuǎn)步驟(6)；
(5)判定為存在遮改，并對(duì)非遮改字符進(jìn)行識(shí)別后轉(zhuǎn)(7)；
(6)判定為正常車牌，并對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別后繼續(xù)步驟(7)；
(7)結(jié)果輸出。本發(fā)明首次利用車牌的回歸反射特性設(shè)計(jì)了一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比具有一些突出優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明具有反遮改功能，提高了系統(tǒng)的智能化程度；其次，獲取的車牌圖像質(zhì)量高，背景噪聲少，對(duì)自然光照變化不敏感，很大程度上克服了圖像源的質(zhì)量對(duì)識(shí)別過(guò)程的瓶頸作用；此外，還提供了一種評(píng)估車牌污染程度的有效手段。


圖1主被動(dòng)成像系統(tǒng)組成示意圖。圖2反遮改車牌識(shí)別方法的流程示意圖。圖3回歸反射膜原理示意圖。圖4實(shí)施實(shí)例示意圖。其中
圖如為存在遮改的可見光車牌圖像，圖4b為圖如對(duì)應(yīng)的近紅外圖像，圖如為近紅外、 可見光車牌匹配分割，圖4d為遮改判別。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3所示。1、反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1. 1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理車牌具有區(qū)別于車身、其它背景以及遮改材料的回歸反射特性； 利用可以克服外界光照影響的主動(dòng)成像實(shí)現(xiàn)了圖像中車牌區(qū)域的高亮顯示，車身、其它背景以及遮改材料的低亮顯示；采用近紅外、可見光復(fù)合的主被動(dòng)成像系統(tǒng)及配套軟件實(shí)現(xiàn)了車牌定位、遮改判別、字符分割以及字符識(shí)別等功能。1. 2設(shè)計(jì)了一種基于回歸反射的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，其輸入為抓拍觸發(fā)信號(hào)，白天輸出為相近視場(chǎng)的一組近紅外、可見光圖像，夜晚輸出為一幅可見光圖像，輸入、輸出端分別為車輛抓拍觸發(fā)模塊和計(jì)算機(jī)或信號(hào)處理電路。(1)該成像系統(tǒng)主要由近紅外攝像機(jī)、近紅外主動(dòng)光源、可見光攝像機(jī)、可見光主動(dòng)光源以及濾光片組成。(2)近紅外主動(dòng)光源選用峰值波長(zhǎng)位于近紅外波段的閃光燈或激光照明器，可見光主動(dòng)光源選用一般閃光燈或定向持續(xù)照明器；兩種光源分別安裝于相應(yīng)的攝像機(jī)上(或與攝像機(jī)鏡頭綁定)，兩攝像機(jī)水平(或垂直)連接組裝；根據(jù)近紅外光源的選擇，采取兩種濾光片內(nèi)置方式
a)選用近紅外閃光燈。近紅外閃光燈和攝像機(jī)內(nèi)置有光源峰值波長(zhǎng)附近的帶通濾光片，可見光攝像機(jī)內(nèi)置有可見光低通濾光片；
b)選用近紅外激光照明器。近紅外攝像機(jī)內(nèi)置有與激光光譜匹配的帶通濾光片，可見光攝像機(jī)內(nèi)置有可見光低通濾光片。(3)白天，近紅外主動(dòng)光源工作，近紅外攝像機(jī)工作在主動(dòng)成像狀態(tài)；可見光主動(dòng)光源關(guān)閉，可見光攝像機(jī)工作在被動(dòng)成像狀態(tài)；兩攝像機(jī)進(jìn)行同步抓拍。夜晚，近紅外主動(dòng)光源、攝像機(jī)均關(guān)閉，可見光主動(dòng)光源工作，可見光攝像機(jī)工作在主動(dòng)成像狀態(tài)。1.3具有回歸反射的車牌可以分為三類第一類，車牌底和字符均采用回歸反射材料；第二類，車牌底和字符僅有一者采用回歸反射材料；第三類，部分車牌底或字符采用回歸反射材料。為了同時(shí)處理這三類車牌，設(shè)計(jì)了一種反遮改車牌識(shí)別方法，其輸入為上述成像系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像，輸出為遮改的判別和車牌字符的識(shí)別結(jié)果。方法的具體流程如下
(1)圖像輸入。(2)工作模式判別，白天模式則繼續(xù)，夜晚模式則轉(zhuǎn)(11)。
(3)近紅外車牌定位。對(duì)近紅外圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)車牌的類矩形特征實(shí)現(xiàn)定位。(4)可見光車牌匹配分割。由成像系統(tǒng)中兩攝像機(jī)的排列方式和作用距離可以明確，一組近紅外、可見光圖像僅在水平(或垂直)方向存在較小的視場(chǎng)差，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作用距離估計(jì)該視場(chǎng)差從而實(shí)現(xiàn)可見光圖像中車牌的匹配分割。(5)車牌類型判別，第一類則繼續(xù)，第二類或第三類則轉(zhuǎn)(9)。由于二、三類車牌的材料組成屬于混合型，其近紅外圖像中必然存在較豐富的字符紋理，而第一類車牌則不然， 從而根據(jù)紋理特征對(duì)車牌進(jìn)行分類；
(6)遮改判別，是則繼續(xù)，否則轉(zhuǎn)(8)。二值化近紅外車牌區(qū)域，零像素的面積超過(guò)閾值即判定為存在遮改；否則為正常車牌。(7)非遮改字符分割，轉(zhuǎn)(14)。車牌幾何尺寸、字符數(shù)均是規(guī)則的，利用該特點(diǎn)對(duì)可見光車牌區(qū)域中不存在遮改的部分進(jìn)行字符分割；分割方法采用投影或連通區(qū)域分析法寸。(8)可見光字符分割，轉(zhuǎn)(15)。(9)字符匹配分割。首先對(duì)近紅外字符進(jìn)行分割，根據(jù)分割出的字符坐標(biāo)在可見光車牌中標(biāo)定每個(gè)字符塊的字符區(qū)域和背景區(qū)域。(10)遮改判別，是則轉(zhuǎn)(14)，否則轉(zhuǎn)(15)。若步驟(9)不能分割出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的字符，判定為存在遮改；若成功分割，分別對(duì)每個(gè)字符塊的字符區(qū)域和背景區(qū)域進(jìn)行二值化， 若兩區(qū)域中零像素超過(guò)閾值，判定為存在遮改；否則為正常車牌。(11)可見光車牌定位。對(duì)可見光圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)車牌的類矩形特征實(shí)現(xiàn)定位。(12)可見光字符分割。(13)遮改判別，是則繼續(xù)，否則轉(zhuǎn)(15)。若步驟(12)不能分割出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的字符，判定為存在遮改；若成功分割，分別對(duì)每個(gè)字符塊的字符區(qū)域和背景區(qū)域進(jìn)行二值化， 若兩區(qū)域中零像素超過(guò)閾值判定為存在遮改；否則為正常車牌。(14)判定為存在遮改，并對(duì)非遮改字符進(jìn)行識(shí)別，轉(zhuǎn)(16)。采用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等判別器對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別。(15)判定為正常車牌，并對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別。(16)結(jié)果輸出。2、針對(duì)第二類車牌——車牌底和字符僅有一者采用回歸反射材料，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)
2. 1設(shè)計(jì)了一種基于回歸反射的主動(dòng)成像系統(tǒng)，其輸入為抓拍觸發(fā)信號(hào)，輸出為一幅紅光或近紅外圖像，輸入、輸出端分別為車輛抓拍觸發(fā)模塊和計(jì)算機(jī)或信號(hào)處理電路。(1)該成像系統(tǒng)主要由近紅外攝像機(jī)、紅光或近紅外 主動(dòng)光源、以及濾光片組成。(2)紅光或近紅外主動(dòng)光源選用峰值波長(zhǎng)位于紅光中心波長(zhǎng)到近紅外波段之間的閃光燈或激光照明器；近紅外攝像機(jī)內(nèi)置有光源峰值波長(zhǎng)附近的帶通濾光片。(3)主動(dòng)光源全天候工作，近紅外攝像機(jī)始終工作在主動(dòng)成像狀態(tài)。2. 2設(shè)計(jì)了相應(yīng)的反遮改車牌識(shí)別方法，其輸入為上述成像系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像，輸出為遮改的判別和車牌字符的識(shí)別結(jié)果。方法的具體流程如下(1)圖像輸入。(2)車牌定位。對(duì)可見光圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)車牌的類矩形和紋理特征實(shí)現(xiàn)定位。(3)字符分割。分割方法采用投影或連通區(qū)域分析法等。(4)遮改判別，是則繼續(xù)，否則轉(zhuǎn)(6)。若步驟(3)不能分割出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的字符，判定為存在遮改；否則為正常車牌。(5)判定為存在遮改，并對(duì)非遮改字符進(jìn)行識(shí)別，轉(zhuǎn)(7)。采用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 支持向量機(jī)等分類器對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別。(6)判定為正常車牌，并對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別。(7)結(jié)果輸出。如圖4所示，一個(gè)籃底白字車牌，前兩個(gè)字符被光盤遮擋，第四個(gè)字符“ 1”被白色紙條涂改為“T”。本發(fā)明所述系統(tǒng)在白天對(duì)該車牌進(jìn)行識(shí)別，主要包括以下步驟
(1)采集到一幅可見光圖像和一幅近紅外圖像，如圖4(a-b)所示；
(2)將圖像組輸入識(shí)別軟件，判定為白天模式；
(3)實(shí)現(xiàn)近紅外車牌定位和可見光車牌的匹配分割，如圖4(c)所示；
(4)通過(guò)近紅外定位結(jié)果，判定該車牌屬于第一類且存在遮改；
(5)對(duì)非遮改字符進(jìn)行分割、識(shí)別；
(6)結(jié)果輸出為車牌存在遮改，有四個(gè)正常字符；真實(shí)車牌為圖4(d)中的兩種情況之
權(quán)利要求
1.一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于包括有圖像處理模塊，還包括有基于回歸反射的主被動(dòng)成像系統(tǒng)，所述主被動(dòng)成像系統(tǒng)包括近紅外攝像機(jī)、安裝在近紅外攝像機(jī)上的近紅外主動(dòng)光源，以及可見光攝像機(jī)、安裝在可見光攝像機(jī)上的可見光主動(dòng)光源；所述近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)水平連接組裝，或者相互垂直連接組裝，所述近紅外攝像機(jī)內(nèi)置有近紅外帶通濾光片，所述可見光攝像機(jī)內(nèi)置有可見光低通濾光片，所述近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)分別與圖像處理模塊連接，向所述圖像處理模塊傳輸數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于白天時(shí)近紅外主動(dòng)光源工作，近紅外攝像機(jī)工作在主動(dòng)成像狀態(tài)，可見光主動(dòng)光源關(guān)閉，可見光攝像機(jī)工作在被動(dòng)成像狀態(tài)，近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)進(jìn)行同步抓拍；夜晚時(shí)近紅外主動(dòng)光源、近紅外攝像機(jī)均關(guān)閉，可見光主動(dòng)光源工作，可見光攝像機(jī)工作在主動(dòng)成像狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述近紅外主動(dòng)光源采用峰值波長(zhǎng)位于近紅外波段的近紅外閃光燈，或者是峰值波長(zhǎng)位于近紅外波段的近紅外激光照明器，其中當(dāng)近紅外主動(dòng)光源采用近紅外閃光燈時(shí)，所述近紅外閃光燈、近紅外攝像機(jī)分別內(nèi)置有近紅外閃光燈光源峰值波長(zhǎng)附近的帶通濾光片；當(dāng)近紅外主動(dòng)光源采用近紅外激光照明器時(shí)，所述近紅外攝像機(jī)內(nèi)置有與近紅外激光照明器激光光譜匹配的帶通濾光片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述可見光主動(dòng)光源采用閃光燈或定向持續(xù)照明器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述圖像處理模塊采用計(jì)算機(jī)或信號(hào)處理電路。
6.一種基于權(quán)利要求1的反遮改車牌識(shí)別方法，所述車牌分為三類第一類為車牌底和車牌字符均采用回歸反射材料；第二類為車牌底和車牌字符僅有一者采用回歸反射材料；第三類為部分車牌底或車牌字符采用回歸反射材料，其特征在于圖像處理模塊對(duì)近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)采集的車牌圖像進(jìn)行處理，包括以下步驟(1)圖像輸入所述近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)分別將采集的近紅外、可見光圖像傳輸至圖像處理模塊；(2)工作模式判別判斷近紅外攝像機(jī)、可見光攝像機(jī)的工作模式，如果為白天環(huán)境下工作的白天模式則繼續(xù)步驟(3)，如果為夜晚環(huán)境下工作的夜晚模式則轉(zhuǎn)步驟(11)；(3)近紅外車牌定位所述圖像處理模塊對(duì)近紅外攝像機(jī)傳輸?shù)慕t外圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)車牌的類矩形特征實(shí)現(xiàn)定位；(4)可見光車牌匹配分割根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作用距離判斷近紅外、可見光圖像之間的視場(chǎng)差， 進(jìn)而根據(jù)所述視場(chǎng)差實(shí)現(xiàn)可見光圖像中車牌的匹配分割；(5)車牌類型判別所述圖像處理模塊根據(jù)車牌的紋理特征對(duì)車牌類別進(jìn)行判別，如果車牌為第一類則繼續(xù)步驟(6)，如果車牌為第二類或第三類則轉(zhuǎn)步驟(9)；(6)遮改判別根據(jù)步驟(3)得到的二值圖像中車牌區(qū)域零像素的面積進(jìn)行判別，如果該面積超過(guò)閾值即判定車牌存在遮改，繼續(xù)步驟(7)，如果該面積不超過(guò)閾值即判定為正常車牌轉(zhuǎn)步驟(8);(7)非遮改字符分割利用車牌具有規(guī)則的幾何尺寸、字符數(shù)等特點(diǎn)對(duì)可見光圖像的車牌區(qū)域中不存在遮改的部分進(jìn)行字符分割，分割完成后轉(zhuǎn)步驟(14)；(8)可見光字符分割利用車牌具有規(guī)則的幾何尺寸、字符數(shù)等特點(diǎn)對(duì)可見光圖像的車牌區(qū)域進(jìn)行字符分割，完成后轉(zhuǎn)步驟(15)；(9)字符匹配分割首先對(duì)近紅外圖像中的字符進(jìn)行分割，根據(jù)分割出的字符坐標(biāo)在可見光圖像中標(biāo)定每個(gè)字符塊的字符區(qū)域和背景區(qū)域；(10)遮改判別若步驟(9)不能分割出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的字符，判定為存在遮改轉(zhuǎn)步驟(14);若成功分割，分別對(duì)每個(gè)字符塊的字符區(qū)域和背景區(qū)域進(jìn)行二值化，若字符區(qū)域和背景區(qū)域中零像素面積超過(guò)閾值，判定為存在遮改轉(zhuǎn)步驟(14)，否則為正常車牌轉(zhuǎn)步驟(15)；(11)可見光車牌定位對(duì)可見光圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)車牌的類矩形特征實(shí)現(xiàn)定位；(12)可見光字符分割利用車牌具有規(guī)則的幾何尺寸、字符數(shù)等特點(diǎn)對(duì)可見光圖像中車牌區(qū)域進(jìn)行字符分割；(13)遮改判別若步驟(1 不能分割出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的字符，判定為存在遮改繼續(xù)步驟(14);若成功分割，分別對(duì)每個(gè)字符塊的字符區(qū)域和背景區(qū)域進(jìn)行二值化，若字符區(qū)域和背景區(qū)域中零像素面積超過(guò)閾值，判定為存在遮改繼續(xù)步驟(14);否則為正常車牌轉(zhuǎn)步驟(15)；(14)判定為存在遮改，并對(duì)非遮改字符進(jìn)行識(shí)別后轉(zhuǎn)步驟(16)；(15)判定為正常車牌，并對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別后繼續(xù)步驟(16)；(16)結(jié)果輸出。
7.一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于以第二類車牌——車牌底和車牌字符僅有一者采用回歸反射材料，作為研究目標(biāo)，包括有圖像處理模塊，還包括有基于回歸反射的主動(dòng)成像系統(tǒng)，所述主動(dòng)成像系統(tǒng)包括近紅外攝像機(jī)、安裝在近紅外攝像機(jī)上的紅光或近紅外主動(dòng)光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種反遮改車牌識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述紅光或近紅外主動(dòng)光源采用峰值波長(zhǎng)位于紅光中心波長(zhǎng)到近紅外波段之間的閃光燈或激光照明器，所述近紅外攝像機(jī)內(nèi)置有紅光或近紅外主動(dòng)光源峰值波長(zhǎng)附近的帶通濾波片，所述紅光或近紅外主動(dòng)光源全天候工作，近紅外攝像機(jī)始終工作在主動(dòng)成像狀態(tài)。
9.一種基于權(quán)利要求7的反遮改車牌識(shí)別方法，針對(duì)車牌底和車牌字符僅有一者采用回歸反射材料的車牌，其特征在于圖像處理模塊對(duì)近紅外攝像機(jī)采集車牌圖像進(jìn)行處理， 包括以下步驟(1)圖像輸入所述近紅外攝像機(jī)將所采集的近紅外圖像傳輸至處理模塊；(2)車牌定位對(duì)近紅外圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)車牌的類矩形和紋理特征實(shí)現(xiàn)定位；(3)字符分割利用車牌具有規(guī)則的幾何尺寸、字符數(shù)等特點(diǎn)對(duì)近紅外圖像中車牌區(qū)域進(jìn)行字符分割；(4)遮改判別若步驟C3)不能分割出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量的字符，判定為存在遮改繼續(xù)步驟 (5)；否則為正常車牌轉(zhuǎn)步驟(6)；(5)判定為存在遮改，并對(duì)非遮改字符進(jìn)行識(shí)別后轉(zhuǎn)(7)；(6)判定為正常車牌，并對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別后繼續(xù)步驟(7)；(7)結(jié)果輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種反遮改(遮擋和涂改)車牌識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法。首先利用車牌的回歸反射特性設(shè)計(jì)了一種主被動(dòng)成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了圖像中車牌區(qū)域的高亮顯示，車身、其它背景以及遮改材料的低亮顯示；然后，設(shè)計(jì)了一種反遮改車牌識(shí)別方法，實(shí)現(xiàn)了遮改判別和字符識(shí)別。最后，針對(duì)應(yīng)用最為廣泛的一類車牌對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)。與現(xiàn)有車牌識(shí)別系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有反遮改功能，提高了系統(tǒng)的智能化程度；同時(shí)，獲取的車牌圖像質(zhì)量高，背景噪聲少，對(duì)外界光照變化不敏感，很大程度上克服了圖像源的質(zhì)量對(duì)識(shí)別過(guò)程的瓶頸作用。
文檔編號(hào)G06K9/00GK102156862SQ201110115738
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者楊華, 楊星, 郝曉莉, 馬鵬 申請(qǐng)人:楊星