【正文】 識(shí) 別 進(jìn) 行 了 大 量 的 研 究 ， 但 是 真 正 能 夠 實(shí) 用的 車 牌 識(shí) 別 系 統(tǒng) 還 很 少 。 國 內(nèi) 和 國 外 的 研 究 存 在 很 大 差 距 ， 國 外 車 牌 識(shí) 別 技術(shù) 己 經(jīng) 開 始 從 實(shí) 驗(yàn) 研 究 轉(zhuǎn) 移 到 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 。 當(dāng) 然 國 內(nèi) 汽 車 車 牌 識(shí) 別 系 統(tǒng) 也 取得 了 較 大 的 進(jìn) 展 ， 但 還 需 進(jìn) 一 步 改 進(jìn) 、 完 善 ， 提 高 車 牌 整 體 識(shí) 別 率 ， 特 別 是夜 間 識(shí) 別 率 更 為 重 要 ， 如 夜 間 交 通 事 故 、 肇 事 等 。 目 前 ， 國 內(nèi) 在 車 牌 識(shí) 別 系統(tǒng) 方 面 研 究 比 較 突 出 的 主 要 有 北 京 漢 王 公 司 和 上 海 高 德 威 公 司 ， 香 港 亞 洲 視覺 公 司 也 比 較 突 出 。 總 體 而 言 ， 國 內(nèi) 還 很 少 有 實(shí) 用 的 車 牌 識(shí) 別 系 統(tǒng) ， 基 本 還處 在 研 究 開 發(fā) 階 段 。國 外 在 車 牌 識(shí) 別 系 統(tǒng) 方 面 的 研 究 已 經(jīng) 比 較 深 入 和 成 熟 了 ， 并 已 形 成 了 實(shí)際 的 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 。1． 國 內(nèi) 外 車 牌 識(shí) 別 技 術(shù) 研 究 存 在 較 大 差 距 ， 主 要 由 于 以 下 原 因 ：（ 1） 國 外 車 牌 識(shí) 別 技 術(shù) 研 究 起 步 較 早 。 國 外 發(fā) 達(dá) 的 國 家 由 于 道 路 交 通 高速 發(fā) 展 ， 實(shí) 際 應(yīng) 用 需 求 推 動(dòng) 了 技 術(shù) 發(fā) 展 ， 而 我 國 只 是 在 改 革 開 放 后 ， 道 路 交通 才 有 了 很 大 發(fā) 展 。（ 2） 中 國 標(biāo) 準(zhǔn) 車 牌 中 存 在 漢 字 ， 筆 劃 較 多 ， 識(shí) 別 難 度 較 大 。 我 國 標(biāo) 準(zhǔn) 汽車 牌 照 是 由 漢 字 、 英 文 字 母 和 阿 拉 伯 數(shù) 字 組 成 ， 漢 字 的 識(shí) 別 與 字 母 和 數(shù) 字 的識(shí) 別 有 很 大 的 不 同 ， 從 而 增 加 了 識(shí) 別 的 難 度 。（ 3） 同 發(fā) 達(dá) 國 家 相 比 ， 國 內(nèi) 的 車 況 條 件 比 較 差 ， 致 使 車 牌 圖 像 清 晰 度 降低 ， 增 加 了 識(shí) 別 的 難 度 。 由 于 環(huán) 境 、 道 路 或 人 為 因 素 造 成 汽 車 牌 照 污 染 嚴(yán) 重 ，這 種 情 況 下 國 外 發(fā) 達(dá) 國 家 不 允 許 上 路 ， 而 在 我 國 仍 可 上 路 行 駛 。（ 4） 中 國 以 前 使 用 的 車 牌 材 質(zhì) 沒 有 抗 反 光 功 能 ， 另 外 有 些 人 故 意 破 壞 車牌 ， 惡 意 逃 避 交 通 責(zé) 任 。（ 5） 國 外 許 多 國 家 汽 車 牌 照 的 底 色 和 字 符 顏 色 通 常 只 有 對(duì) 比 度 較 強(qiáng) 的 兩種 顏 色 (例 如 韓 國 ， 其 車 牌 底 色 為 紅 色 ， 車 牌 上 的 字 符 為 白 色 )， 而 我 國 汽 車牌 照 僅 底 色 就 有 藍(lán) 、 黃 、 黑 、 白 等 多 種 顏 色 ， 字 符 顏 色 也 有 黑 、 紅 、 白 等 若干 種 顏 色 。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4（ 6） 其 他 國 家 的 汽 車 牌 照 格 式 (如 汽 車 牌 照 的 尺 寸 大 小 ， 牌 照 上 字 符 的 排列 等 )通 常 只 有 一 種 ， 而 我 國 則 根 據(jù) 不 同 車 輛 、 車 型 、 用 途 ， 規(guī) 定 了 多 種 牌 照格 式 (例 如 分 為 軍 車 、 警 車 、 普 通 車 等 )。 國 內(nèi) 車 牌 還 有 單 層 和 雙 層 車 牌 之 分 ，92 式 和 2021 式 車 牌 之 分 。（ 7） 我 國 汽 車 牌 照 的 規(guī) 范 懸 掛 位 置 不 唯 一 。 前 ， 國 內(nèi) 外 車 牌 定 位 的 方 法 可 分 為 兩 大 類 ， 一 類 是 基 于 黑 白 圖 像 的車 牌 定 位 方 法 ， 另 一 類 是 基 于 彩 色 圖 像 的 車 牌 定 位 方 法 。（ 1） 基 于 黑 白 圖 像 的 定 位 方 法黑 白 圖 像 只 具 有 灰 度 層 次 而 無 彩 色 ， 對(duì) 于 人 的 視 覺 來 說 ， 是 以 灰 度 等 級(jí)來 體 現(xiàn) 深 淺 。 在 這 類 定 位 方 法 中 ， 又 大 致 有 三 種 定 位 方 法 。 一 是 基 于 車 牌 特征 的 車 牌 定 位 方 法 。 車 牌 圖 像 一 般 是 在 室 外 拍 攝 的 ， 其 背 景 往 往 很 復(fù) 雜 ， 可能 包 括 自 然 場(chǎng) 景 中 的 人 、 其 它 車 輛 、 樹 木 等 ； 拍 攝 的 光 照 條 件 也 因 拍 攝 時(shí) 間 、地 點(diǎn) 、 天 氣 等 條 件 的 不 同 而 不 同 。 但 是 ， 車 牌 照 卻 具 有 不 因 外 部 條 件 變 化 而改 變 的 特 征 ， 即 可 根 據(jù) 車 牌 區(qū) 的 紋 理 特 征 及 灰 度 跳 變 等 特 征 來 定 位 。 例 如 基于 灰 度 特 征 ， 對(duì) 二 值 化 圖 像 求 垂 直 方 向 的 梯 度 ， 根 據(jù) 車 牌 特 征 選 擇 適 當(dāng) 的 閾值 ， 或 者 逐 行 掃 描 ， 求 圖 像 灰 度 的 變 化 ， 選 擇 適 當(dāng) 的 閾 值 。 然 后 可 采 用 8 領(lǐng)域 尋 找 所 有 的 長(zhǎng) 橫 線 ， 由 于 車 牌 的 高 寬 比 是 定 數(shù) ， 可 作 為 一 種 目 標(biāo) 評(píng) 定 標(biāo) 準(zhǔn) ，尋 找 其 中 的 兩 條 線 ， 并 考 慮 變 形 因 素 ， 找 高 寬 比 在 一 定 范 圍 內(nèi) 的 ， 認(rèn) 為 是 車牌 的 邊 緣 。 也 可 利 用 多 個(gè) 特 征 聯(lián) 合 求 解 。 但 由 于這 些 傳 統(tǒng) 方 法 受 圖 像 質(zhì) 量 的 影 響 較 大 ， 所 以 準(zhǔn) 確 率 較 低 。 南 京 航 空 航 天大 學(xué) 的 劉 效 靜 、 成 瑜 提 出 了 基 于 車 牌 文 字 特 點(diǎn) 的 自 動(dòng) 掃 描 識(shí) 別 算 法 ， 該 方 法利 用 汽 車 牌 照 中 文 字 筆 畫 變 化 頻 率 比 較 穩(wěn) 定 的 特 點(diǎn) ， 設(shè) 定 閾 值 ， 通 過 掃 描 確定 上 下 界 位 置 和 左 右 界 位 置 。 中 科 院 的 劉 志 勇 等 人 針 對(duì) 車 牌 特 點(diǎn) ， 設(shè) 計(jì) 了 一個(gè) 變 換 函 數(shù) 來 突 出 其 特 點(diǎn) ， 從 而 進(jìn) 行 車 牌 提 取 。 該 方 法 采 用 最 大 方 差 法 來 進(jìn)行 二 值 化 閾 值 的 選 取 ， 并 對(duì) 二 值 化 后 的 圖 像 進(jìn) 行 水 平 掃 描 ， 找 出 候 選 區(qū) 域 。 提 出 了 基 于 水 平 線 搜 尋 的 車 牌 定 位 方 法 ， 等 提 出 了 基于 DFT 變 換 頻 域 分 析 的 定 位 方 法 ， Charl Coetzee 提 出 了 基 于 Niblack 二 值 化算 法 及 自 適 應(yīng) 邊 界 搜 索 算 法 的 定 位 方 法 。二 是 基 于 數(shù) 學(xué) 形 態(tài) 學(xué) 、 小 波 分 析 、 遺 傳 算 法 、 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 等 數(shù) 學(xué) 工 具 的 車牌 定 位 方 法 。 在 圖 像 處 理 中 ， 對(duì) 一 些 復(fù) 雜 圖 像 應(yīng) 用 某 些 數(shù) 學(xué) 工 具 不 僅 可 以 加快 處 理 速 度 ， 而 且 可 以 改 善 和 優(yōu) 化 處 理 效 果 。 一 些 傳 統(tǒng) 的 定 位 技 術(shù) 在 復(fù) 雜 背景 、 圖 像 變 形 、 噪 聲 污 染 嚴(yán) 重 的 情 況 下 ， 無 法 達(dá) 到 有 效 的 識(shí) 別 。 利 用 數(shù) 學(xué) 形態(tài) 學(xué) 、 小 波 分 析 、 遺 傳 算 法 、 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 等 方 法 可 以 對(duì) 傳 統(tǒng) 定 位 方 法 進(jìn) 行 較 好哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5的 改 進(jìn) 。 等 提 出 了 應(yīng) 用 人 工 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 進(jìn) 行 車 牌 定 位 的 方 法 ， 取 得 了 一定 成 效 ， 不 過 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 訓(xùn) 練 需 要 較 多 樣 本 ， 同 時(shí) 耗 時(shí) 較 長(zhǎng) 。 南 京 理 工 大 學(xué) 的是 湘 全 等 人 提 出 了 利 用 遺 傳 算 法 對(duì) 圖 像 進(jìn) 行 優(yōu) 化 搜 索 ， 結(jié) 合 區(qū) 域 特 征 矢 量 構(gòu)造 的 適 應(yīng) 度 函 數(shù) ， 尋 找 牌 照 區(qū) 域 的 最 佳 定 位 參 量 。 該 方 法 具 有 一 定 抗 噪 性 ，但 需 對(duì) 車 輛 與 攝 像 頭 距 離 及 車 牌 位 置 作 一 些 限 定 ， 另 外 ， 遺 傳 算 法 的 計(jì) 算 量較 大 。另 外 ， 還 有 基 于 黑 白 圖 像 的 其 它 定 位 方 法 。 如 利 用 邊 緣 檢 測(cè) 和 Hough 變換 進(jìn) 行 傾 斜 車 牌 校 正 的 算 法 及 車 牌 上 下 界 精 確 定 位 。 等 人 曾 提出 了 基 于 掃 描 行 的 車 牌 定 位 方 法 ， 指 出 掃 描 行 經(jīng) 過 車 牌 區(qū) 域 時(shí) 會(huì) 產(chǎn) 生 有 規(guī) 律的 起 伏 。 東 南 大 學(xué) 的 富 煜 清 等 人 提 出 了 利 用 掃 描 行 離 差 數(shù) 據(jù) 、 有 效 谷 峰 點(diǎn) 特征 及 先 驗(yàn) 知 識(shí) 來 初 步 定 位 車 牌 區(qū) 域 ， 并 提 出 了 利 用 邊 緣 檢 測(cè) 和 Hough 變 換進(jìn) 行 傾 斜 車 牌 校 正 的 算 法 及 車 牌 上 下 界 精 確 定 位 算 法 。 再 如 有 學(xué) 者 提 出 基 于線 模 板 的 二 值 圖 像 角 檢 測(cè) 算 法 ， 將 包 含 車 牌 的 彩 色 圖 像 轉(zhuǎn) 化 為 二 值 圖 像 ， 再經(jīng) 過 形 態(tài) 濾 波 后 ， 利 用 快 速 角 檢 測(cè) 法 尋 找 圖 像 各 角 點(diǎn) ， 達(dá) 到 定 位 目 的 。 劉 偉銘 ， 趙 雪 平 也 提 出 了 一 種 基 于 掃 描 行 的 汽 車 牌 照 定 位 算 法 。（ 2） 基 于 彩 色 圖 像 的 車 牌 定 位由 于 車 輛 牌 照 具 有 與 牌 號(hào) 、 車 身 、 背 景 不 同 的 底 色 ， 因 此 考 慮 顏 色 來 研究 車 牌 的 定 位 方 法 是 車 牌 識(shí) 別 領(lǐng) 域 的 一 種 新 思 路 。 近 年 來 ， 國 內(nèi) 在 這 方 面 作出 嘗 試 的 有 上 海 交 通 大 學(xué) 的 趙 雪 春 等 人 ， 他 們 提 出 了 一 種 彩 色 分 割 及 多 級(jí) 混合 集 成 分 類 器 的 車 牌 自 動(dòng) 識(shí) 別 方 法 。 彩 色 圖 像 的 分 割 處 理 釆 用 的 步 驟 是 ： 首先 將 輸 入 的 RGB 彩 色 圖 像 轉(zhuǎn) 換 成 HIS 彩 色 圖 像 ， 并 對(duì) 該 圖 像 作 色 彩 飽 和 度調(diào) 整 處 理 ， 為 了 減 少 計(jì) 算 量 ， 可 將 圖 像 抽 稀 。 因 為 抽 稀 后 的 圖 像 保 持 了 原 圖的 色 彩 分 布 信 息 ， 因 此 對(duì) 抽 稀 后 的 圖 像 作 車 牌 定 位 ， 進(jìn) 而 可 計(jì) 算 得 到 原 圖 中的 車 牌 區(qū) 域 。 其 次 將 抽 稀 后 的 彩 色 圖 像 通 過 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 進(jìn) 行 色 彩 分 割 ， 將 原 來的 色 彩 分 割 成 黑 、 紅 、 黃 、 綠 、 藍(lán) 、 紫 、 白 、 及 其 它 8 種 色 彩 。 然 后 投 影 法分 割 出 潛 在 的 各 種 底 色 的 車 牌 區(qū) 域 ， 接 著 計(jì) 算 出 原 圖 中 的 車 牌 區(qū) 域 位 置 ， 并用 同 樣 的 方 法 對(duì) 它 進(jìn) 行 彩 色 分 割 ， 以 便 進(jìn) 一 步 對(duì) 車 牌 區(qū) 域 進(jìn) 行 字 符 切 割 。 投影 法 分 割 首 先 用 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 對(duì) 色 彩 進(jìn) 行 訓(xùn) 練 ， 然 后 進(jìn) 行 利 用 色 彩 投 影 進(jìn) 行 統(tǒng) 計(jì)得 到 車 牌 區(qū) 域 。 不 過 該 方 法 在 車 牌 區(qū) 域 顏 色 與 附 近 顏 色 非 常 相 識(shí) 時(shí) ， 車 牌 的定 位 誤 差 會(huì) 有 所 增 加 。 郭 捷 ， 施 鵬 飛 提 出 了 一 種 基 于 顏 色 和 紋 理 分 析 的 車 牌定 位 方 法 。 ShyangLih Chang， LiShienChen 等 人 提 出 了 一 種 彩 色 邊 緣 檢 測(cè)的 車 牌 定 位 方 法 。 對(duì) 于 車 牌 字 符 的 切 分 與 識(shí) 別 ， 目 前 主 要 有 基 于 模 板 匹 配 的OCR 算 法 以 及 基 于 人 工 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 的 OCR 算 法 。 基 于 模 板 匹 配 的 OCR 算 法 ：哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6首 先 對(duì) 待 識(shí) 別 字 符 進(jìn) 行 二 值 化 并 將 其 尺 寸 大 小 縮 放 為 字 符 數(shù) 據(jù) 庫 中 模 板 的 大小 ， 然 后 與 所 有 的 模 板 進(jìn) 行 匹 配 ， 最 后 選 最 佳 匹 配 作 為 結(jié) 果 。 這 種 匹 配 算 法穩(wěn) 定 性 較 差 、 時(shí) 間 花 費(fèi) 也 較 大 。 有 研 究 人 員 提 出 了 基 于 關(guān) 鍵 點(diǎn) 的 模 板 匹 配 算法 ， 即 只 對(duì) 字 符 的 關(guān) 鍵 點(diǎn) 進(jìn) 行 提 取 ， 使 用 關(guān) 鍵 點(diǎn) 進(jìn) 行 模 板 匹 配 。 因 此 提 高 了識(shí) 別 速 度 又 具 有 較 高 的 識(shí) 別 率 。 基 于 人 工 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 的 OCR 算 法 ： 一 種 方 法是 先 對(duì) 待 識(shí) 別 的 字 符 進(jìn) 行 特 征 提 取 ， 然 后 用 所 得 的 特 征 來 訓(xùn) 練 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 分 類器 ， 這 種 網(wǎng) 絡(luò) 的 識(shí) 別 效 果 與 字 符 特 征 的