【正文】 出了許多新的、快速的算法，并不斷對其進(jìn)行改進(jìn)。比較常見的方法如基于掃描行的車牌提取方法。它通過掃描行經(jīng)過車牌區(qū)域會有規(guī)律的起伏的特性，達(dá)到識別車牌區(qū)域的目的。其缺點是適用于車牌圖像亮度變化比較均勻的情況。但是在實際應(yīng)用中車牌圖像處于變化光源的環(huán)境中，亮度極不均勻，從而限制了上述方法的使用。還有就是基于邊緣檢測的方法。它通過提取圖像的邊緣信息進(jìn)行分析，進(jìn)而測得車牌字符邊緣。其缺點是要求圖像邊緣的連續(xù)性要好，但實際拍攝的車牌字符邊框往往不連續(xù)。為了解決好車牌自動識別過程中的處理速度這個“瓶頸”問題，使用計算機分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理是一種可行的選擇方案，但實施起來難度較大。直接根據(jù)車牌特征，進(jìn)行特征提取與選擇，進(jìn)而分割圖像，性好、可靠性高，便于使用，尤其是遺傳算法用于車牌定位，魯棒性較強。車牌定位是車牌自動識別系統(tǒng)中的關(guān)鍵和難點，實際圖像中的噪聲、復(fù)雜的背景等干擾都會使定位困難增加。將遺傳算法用于車牌的定位，結(jié)合對待檢測區(qū)域的特征提取，不用搜索全部圖像就能尋找到車牌，抗噪聲能力強，適用范圍廣。如果對遺傳算法加以改進(jìn)，或結(jié)合其他圖像分割方法，可進(jìn)一步提高定位精度，減小運算量，具有十分誘人的前景。然而，對于車牌識別系統(tǒng)而言，以上的算法都是針對圖像后期處理，對整個系統(tǒng)的性能并不起決定性作用。國內(nèi)外的研究也表明，采集的圖像的好壞對整個系統(tǒng)的性能在一定程度上起著決定性作用。如果圖像采集工具精度較高，即使在汽車高速行駛或者分辨率較低的環(huán)境中仍然可以得到比較清晰的圖像，從而為圖像處理提供了相當(dāng)好的數(shù)據(jù)源，具有較高的信噪比。因此對圖像采集裝置部分進(jìn)行精心的設(shè)計和研究，可以得到魯棒性較強的車牌識別系統(tǒng)，但這樣卻導(dǎo)致了大量硬件的使用和系統(tǒng)復(fù)雜化，也增加了系統(tǒng)成本。針對這個問題，我們可以著重開發(fā)具有實時性和較強魯棒性的軟件算法，這樣既可節(jié)省成本，應(yīng)用也比較方便。近年來，這方面的研究和技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展都很快，許多研究人員紛紛提出了各種不同的和改進(jìn)的技術(shù)，究其主要技術(shù)而言包括小波變換、FFT、DFT、DCT等變換技術(shù)，數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)也在國內(nèi)外得到研究。時國外在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面進(jìn)行了大量的研究，模糊技術(shù)和遺傳算法在車牌識別中的使用也在進(jìn)行。而且研究表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊技術(shù)和遺傳算法的結(jié)合使用可以取得良好的效果。車牌自動識別系統(tǒng)（LPR）是ITS的一個非常重要的發(fā)展方向，它在交通控制與監(jiān)視中有多種應(yīng)用，比如可以對車輛進(jìn)行自動登記、驗證、監(jiān)視、報警，其應(yīng)用場合包括：高速公路，橋梁，隧道等收費管理系統(tǒng)；城市交通車輛管理，電子警察，海關(guān)邊境交通監(jiān)控；智能小區(qū)、智能停車場管理；車牌驗證，車流統(tǒng)計，移動和車載系統(tǒng)等等。其主要的實現(xiàn)方法是：在通道網(wǎng)絡(luò)入口和出口處分別安裝車輛檢測系統(tǒng)，通過對車牌的匹配和智能交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，對車輛行駛速度、流量進(jìn)行估計，檢測當(dāng)前的交通擁擠程度，自動提供實時交通信息。它能從一副圖像中自動提取車牌圖像，分割字符圖像，進(jìn)而對字符進(jìn)行識別。車輛牌照識別是計算機視覺與模式識別技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的重要研究課題之一。若能用計算機實時地識別車牌就可以在無需為車輛加裝其他特殊裝置的情況下實現(xiàn)對車輛的自動監(jiān)測，從而給交通系統(tǒng)的自動管理提供極大的方便，因此車輛牌照自動識別系統(tǒng)的實現(xiàn)是推動交通管理智能化的關(guān)鍵技術(shù)之一。車牌自動識別系統(tǒng)能將輸入的汽車圖像通過車牌定位、字符分割和字符識別等步驟，輸出為幾個字節(jié)大小的車牌字符串，無論在存儲空間的占用上還是與管理數(shù)據(jù)庫相連方面都有無可比擬的優(yōu)越性。在大型停車場，交通部門的違章監(jiān)測（電子警察）、高速公路及橋梁的收費站及橋梁的收費站管理等方面，有著廣泛的應(yīng)用前景。車牌識別系統(tǒng)的成功開發(fā)將大大加速ITS的進(jìn)程。目前車牌識別系統(tǒng)的適用領(lǐng)域主要包括一下幾個方面：（1）高速公路收費、監(jiān)控管理的應(yīng)用車輛的自動放行：此項功能針對如特種車輛（如軍車、警車）、預(yù)交費車輛（如辦理月、年繳費卡）以及其他授權(quán)免費通行的車輛。系統(tǒng)處于自動檢測狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)該類車輛經(jīng)過，給出的控制信號不是驅(qū)動攔截裝置，而是驅(qū)動放行裝置。系統(tǒng)此時會自動開啟道閘，達(dá)到車輛不停車過卡和減少工作人員、嚴(yán)化內(nèi)部管理的目的。通常用于高速公路卡口專用車道。其作用是可以解決車流高峰期的堵塞問題和減少運作費用。自動檢測出超速車輛：此項功能適用于在高速公路上，由于車輛的超速而進(jìn)行監(jiān)控。通過在路上拍攝到超速的車輛，傳到指揮中心進(jìn)行實時汽車牌照的識別，以使交管部門做出相應(yīng)的處罰。（2）城市道路監(jiān)控、違章管理方面的應(yīng)用車輛的自動檢測報警:此項功能針對納入黑名單的車輛，如沖關(guān)后或肇事后逃逸的車輛、被公安部門通緝或掛失的車輛、欠交費的車輛等。只要將其車牌資料輸入數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)就會處于自動檢測狀態(tài)，24小時不停地對所有經(jīng)過車輛自動進(jìn)行識別、比較、處理；尤其可以使用于城市機動車輛的檔案管理工作、特殊的交通管理工作。同時該系統(tǒng)還可以與110指揮中心相連，完成EE110的監(jiān)控報警工作車輛身份的后臺集中識別:在道路交通監(jiān)測部門，每天有大量的違規(guī)車輛（如闖紅燈、超速、搶道等）圖片匯集，現(xiàn)在的人工識別車牌及輸入方式，工作量很易引致疲勞誤判。采用車牌識別系統(tǒng)能輕易自動地進(jìn)行識別處理，可大量減少人力、減輕工作強度，大幅度提高處理速度和效率。通常用于電子警察系統(tǒng)、道路監(jiān)控系統(tǒng)。套牌車輛自動稽查、指定車輛自動跟蹤:此項功能利用車輛信息網(wǎng)上的實時信息，以同一車牌出現(xiàn)時的方位、距離、時間等參數(shù)，快速計算處理，自動查出該車牌是否有套牌車。同樣也可利用網(wǎng)上信息查悉指定車輛的行蹤。車牌照自動過濾系統(tǒng)：此系統(tǒng)是針對道路交通路口電子監(jiān)控中，由于觸發(fā)設(shè)備或攝像機的客觀原因，從而產(chǎn)生大量錯拍，誤拍的圖像，為后續(xù)的違章處理帶來相當(dāng)不便的情況，根據(jù)車牌清晰度、紅燈、過線等標(biāo)志，對圖像進(jìn)行不同的過濾處理。以保證后續(xù)的處理工作順利完成，加大加強處罰的準(zhǔn)確度。（3）智能小區(qū)、智能停車場管理的應(yīng)用車牌自動識別技術(shù)作為車輛識別的先進(jìn)技術(shù)手段，在智能園區(qū)中可用于以下幾個方面：車輛出、入園識別：園區(qū)的業(yè)主入住時，將自己的汽車進(jìn)行登記，其車牌信息將記錄在計算機數(shù)據(jù)庫中。在園區(qū)大門處，設(shè)有車牌自動識別系統(tǒng)，對進(jìn)出車輛自動識別，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的車牌數(shù)據(jù)判斷是否是園區(qū)內(nèi)的車輛，對園區(qū)內(nèi)的車輛放行并自動記錄其出入園時間，以便出現(xiàn)車輛被盜等情況時查詢；對園區(qū)外車輛，將要求其登記后方可進(jìn)入。停車場管理：在園區(qū)停車場出、入口處，設(shè)有車牌自動識別系統(tǒng)，對進(jìn)出停車場的車輛自動識別，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的車牌數(shù)據(jù)判斷是否是已買（或租）車位的車輛，對已買（或租）的車輛放行，并自動記錄其出入停車場時間，以便出現(xiàn)車輛被盜等情況時查詢，對進(jìn)入停車場的已買（或租）車位的車輛自動將其車位處的擋車器打開，以便車輛停放；對其它車輛，將自動記錄其出入停車場的時間，以便計時收費，對進(jìn)入停車場的其它車輛自動分配停車位并將其車位處的擋車器打開，以便車輛停放。目前車牌自動識別技術(shù)大量應(yīng)用智能園區(qū)的障礙是識別率的提高和經(jīng)濟成本的降低。為了便于對國內(nèi)汽車的辨認(rèn)和管理，世界每個國家和政府都為本國的車輛牌照了一個標(biāo)準(zhǔn)。我國機動車使用的牌照主要是根據(jù)公安部一九九二年頒布的《中華人民共和國機動車號牌》標(biāo)準(zhǔn)(GA3692)制作的。我國車輛牌照的基本元素包括漢字(牌照中包括的漢字大約60個)、英文字母(AZ)、數(shù)字(09)和顏色(藍(lán)、黃、白、黑)。根據(jù)92式機動車號牌規(guī)范規(guī)定，我國車牌具有以下幾個特點：（1）在字符組成和排列方面，我國標(biāo)準(zhǔn)汽車牌照是由漢字、英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成，一共7個字符，一般按照X1 X2X3 X4 X5 X6 X7這個格式排列，但是有一些特殊類型的車牌略有差別。其中X1是漢字，一般代表省、直轄市、自治區(qū)的名稱或者軍隊的區(qū)域劃分，X2為英文大寫字母（不包括I和O，下同），代表發(fā)證照及監(jiān)督機關(guān)的代號，X3 X4 X5 X6 X7為汽車編碼，一般為5位數(shù)字，即從00001～99999。編號超過10萬時，就由A、B、C等英文字母代替，其中，第三、四個字符可能是英文字母，也可能是阿拉伯?dāng)?shù)字，第五至第七個字符均為阿拉伯?dāng)?shù)字。（2）在顏色組合方面，汽車牌照的底色和字符顏色通常是對比度較強的兩種顏色。我國汽車牌照底色有藍(lán)、黃、黑、白等，字符顏色有黑、紅、白等，一般車牌顏色搭配是藍(lán)白，黃黑，白紅黑等?？梢?，我國車牌的顏色種類眾多，難于統(tǒng)一。（3）就車牌尺寸而言，車前車牌是440mm長，140mm寬；每個字符為45mm寬，90mm高；字符之間間隔為10mm，中間還有一個點；最后就是第一個字符和最后一個字符距離邊界的距離為25mm。車后牌照則是不同的車輛有不同的規(guī)定，一般在車牌識別系統(tǒng)中使用的車牌皆為車前車牌。如圖11所示：目前國內(nèi)汽車牌照主要有六種類型：（1）大型民用汽車所用的黃底黑字牌照；（2）小型民用汽車所用的藍(lán)底白字牌照；（3）軍隊或武警專用汽車的白底紅字、黑字牌照；（4）使、領(lǐng)館等外籍汽車的黑底白字牌照；（5）試車和臨時牌照的白底紅字，且數(shù)字前分別有“試”和“臨時”字標(biāo)志；（6）汽車補用牌照是白底黑字。圖11我國典型車牌示例本課題就車牌識別技術(shù)進(jìn)行了一系列的研究和開發(fā)工作。針對車牌識別技術(shù)，在以前國內(nèi)外學(xué)者取得的成果基礎(chǔ)上，努力學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，并且結(jié)合我國車牌的特殊性，開發(fā)出具有實用性的車牌識別算法。本人主要完成的工作包括：（1）車牌定位算法。針對中國的民用車牌，提出兩種車牌定位的算法，分別是基于高帽變換和小波變換的車牌提取方法與基于投影法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的車牌提取方法。（2）在軟件平臺上實現(xiàn)車牌自動識別算法。開發(fā)出了具有實用參考價值的車牌自動識別的軟件演示平臺，實現(xiàn)整個車牌的定位、字符分割和字符識別。第二章 車牌自動識別系統(tǒng)本章首先對車牌自動識別系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一個粗略的說明，主要包括系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分；然后比較詳細(xì)地介紹了車牌識別系統(tǒng)的軟件流程；最后對本章進(jìn)行總結(jié)。車牌自動識別系統(tǒng)是一個以微處理器為核心，基于圖像處理、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的高度智能的電子系統(tǒng)，主要由攝像頭、視頻采集接口、輔助照明裝置、計算機和識別軟件組成。當(dāng)車輛通過關(guān)卡，經(jīng)過車體位置傳感器的敏感區(qū)域時，傳感器發(fā)送一個信號給圖像采集控制部分。采集控制部分控制攝像機采集一幅汽車圖像送至計算機內(nèi)。計算機內(nèi)的軟件模塊從輸入圖像中找到牌照的位置，對牌照作字符分割，得到各個字符的點陣數(shù)據(jù)。字符識別模塊從點陣數(shù)據(jù)中提取字符特征數(shù)據(jù)，輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識別，得到字符識別的結(jié)果。一個典型的車牌自動識別系統(tǒng)通常由車輛檢測、圖像采集、車牌提取、字符分割和字符識別等部分組成，其中，車輛檢測模塊一般使用地感線圈，它可以檢測當(dāng)前是否有車輛通過。目前，隨著視頻檢測技術(shù)的提高，有些已經(jīng)開始使用視頻流檢測系統(tǒng)，檢測是否有車輛通過。圖像采集部分包括光線不足時自動光源補足和CC