哈爾濱車(chē)牌識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用車(chē)輛的動(dòng)態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進(jìn)行車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)牌顏色自動(dòng)識(shí)別的模式識(shí)別技術(shù)。其硬件基礎(chǔ)一般包括觸發(fā)設(shè)備（監(jiān)測(cè)車(chē)輛是否進(jìn)入視野）、攝像設(shè)備、照明設(shè)備、圖像采集設(shè)備、識(shí)別車(chē)牌號(hào)碼的處理機(jī)（如計(jì)算機(jī)）等，其軟件核心包括車(chē)牌定位算法、車(chē)牌字符分割算法和光學(xué)字符識(shí)別算法等。某些車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)還具有通過(guò)視頻圖像判斷車(chē)輛駛?cè)胍曇暗墓δ芊Q(chēng)之為視頻車(chē)輛檢測(cè)。一個(gè)完整的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)包括車(chē)輛檢測(cè)、圖像采集、車(chē)牌識(shí)別等幾部分(如圖1所示)。當(dāng)車(chē)輛檢測(cè)部分檢測(cè)到車(chē)輛到達(dá)時(shí)觸發(fā)圖像采集單元，采集當(dāng)前的視頻圖像。車(chē)牌識(shí)別單元對(duì)圖像進(jìn)行處理，定位出車(chē)牌位置，再將車(chē)牌中的字符分割出來(lái)進(jìn)行識(shí)別，然后組成車(chē)牌號(hào)碼輸出。

1.車(chē)輛檢測(cè)

車(chē)輛檢測(cè)可以采用埋地線圈檢測(cè)、紅外檢測(cè)、雷達(dá)檢測(cè)、視頻檢測(cè)等多種方式。采用視頻檢測(cè)可以避免破壞路面、不必附加外部檢測(cè)設(shè)備、不需矯正觸發(fā)位置、節(jié)省開(kāi)支，而且更適合移動(dòng)式、便攜式應(yīng)用的要求。

具備視頻車(chē)輛檢測(cè)功能的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，首先對(duì)視頻信號(hào)中的一幀（場(chǎng)）的信號(hào)進(jìn)行圖像采集，數(shù)字化，得到對(duì)應(yīng)的數(shù)字圖像；然后對(duì)其進(jìn)行分析，判斷其中是否有車(chē)輛；若認(rèn)為有車(chē)輛通行，則進(jìn)入到下一步進(jìn)行車(chē)牌識(shí)別；否則繼續(xù)采集視頻信號(hào)，進(jìn)行處理。

系統(tǒng)進(jìn)行視頻車(chē)輛檢測(cè)，需要具備很高的處理速度并采用優(yōu)秀的算法，在基本不丟幀的情況下實(shí)現(xiàn)圖像采集、處理。若處理速度慢，則導(dǎo)致丟幀，使系統(tǒng)無(wú)法正確檢測(cè)到行駛速度較快的車(chē)輛，同時(shí)也難以保證在有利于識(shí)別的位置開(kāi)始識(shí)別處理，影響系統(tǒng)識(shí)別率。因此，將視頻車(chē)輛檢測(cè)與車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別相結(jié)合具備一定的技術(shù)難度。

2.車(chē)牌號(hào)碼、顏色識(shí)別

為了進(jìn)行車(chē)牌識(shí)別，需要以下幾個(gè)基本的步驟：

? 車(chē)牌定位，定位圖片中的車(chē)牌位置；

? 車(chē)牌字符分割，把車(chē)牌中的字符分割出來(lái)；

? 車(chē)牌字符識(shí)別，把分割好的字符進(jìn)行識(shí)別，最終組成車(chē)牌號(hào)碼。

車(chē)牌識(shí)別過(guò)程中，車(chē)牌顏色的識(shí)別依據(jù)算法不同，可能在上述不同步驟實(shí)現(xiàn)，通常與車(chē)牌識(shí)別互相配合、互相驗(yàn)證。

(1）車(chē)牌定位

自然環(huán)境下，汽車(chē)圖像背景復(fù)雜、光照不均勻，如何在自然背景中準(zhǔn)確地確定車(chē)牌區(qū)域是整個(gè)識(shí)別過(guò)程的關(guān)鍵。首先對(duì)采集到的視頻圖像進(jìn)行大范圍相關(guān)搜索，找到符合汽車(chē)車(chē)牌特征的若干區(qū)域作為候選區(qū)，然后對(duì)這些侯選區(qū)域做進(jìn)一步分析、評(píng)判，最后選定一個(gè)最佳的區(qū)域作為車(chē)牌區(qū)域，并將其從圖象中分割出來(lái)。

（2）車(chē)牌字符分割

完成車(chē)牌區(qū)域的定位后，再將車(chē)牌區(qū)域分割成單個(gè)字符，然后進(jìn)行識(shí)別。字符分割一般采用垂直投影法。由于字符在垂直方向上的投影必然在字符間或字符內(nèi)的間隙處取得局部最小值的附近，并且這個(gè)位置應(yīng)滿(mǎn)足車(chē)牌的字符書(shū)寫(xiě)格式、字符、尺寸限制和一些其他條件。利用垂直投影法對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的汽車(chē)圖像中的字符分割有較好的效果。

（3）車(chē)牌字符識(shí)別

字符識(shí)別方法目前主要有基于模板匹配算法和基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。基于模板匹配算法首先將分割后的字符二值化,并將其尺寸大小縮放為字符數(shù)據(jù)庫(kù)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。基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的算法有兩種：一種是先對(duì)待識(shí)別字符進(jìn)行特征提取，然后用所獲得特征來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分配器；另一種方法是直接把待處理圖像輸入網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)特征提取直至識(shí)別出結(jié)果。

實(shí)際應(yīng)用中，車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別率與車(chē)牌質(zhì)量和拍攝質(zhì)量密切相關(guān)。車(chē)牌質(zhì)量會(huì)受到各種因素的影響，如生銹、污損、油漆剝落、字體褪色、車(chē)牌被遮擋、車(chē)牌傾斜、高亮反光、多車(chē)牌、假車(chē)牌等等；實(shí)際拍攝過(guò)程也會(huì)受到環(huán)境亮度、拍攝亮度、車(chē)輛速度等等因素的影響。這些影響因素不同程度上降低了車(chē)牌識(shí)別的識(shí)別率，也正是車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)的困難和挑戰(zhàn)所在。為了提高識(shí)別率，除了不斷的完善識(shí)別算法，還應(yīng)該想辦法克服各種光照條件，使采集到的圖像最利于識(shí)別。

哈爾濱車(chē)牌識(shí)別技術(shù)是指能夠檢測(cè)到受監(jiān)控路面的車(chē)輛并自動(dòng)提取車(chē)輛車(chē)牌信息（含漢字字符、英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字及號(hào)牌顏色）進(jìn)行處理的技術(shù)。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、汽車(chē)數(shù)量急劇增加，對(duì)交通控制、安全管理、收費(fèi)管理的要求也日益提高，運(yùn)用電子信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全、高效的智能交通成為交通管理的主要發(fā)展方向。車(chē)牌號(hào)碼是車(chē)輛的唯一“身份”標(biāo)識(shí)，車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)可以在汽車(chē)不作任何改動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)汽車(chē)“身份”的自動(dòng)登記及驗(yàn)證，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于公路收費(fèi)、停車(chē)管理、交通誘導(dǎo)、交通執(zhí)法、公路稽查、車(chē)輛調(diào)度、車(chē)輛檢測(cè)等各種場(chǎng)合。以下列舉了幾種應(yīng)用方式：

——監(jiān)測(cè)報(bào)警

對(duì)于納入“黑名單”的車(chē)輛，例如：被通緝或掛失的車(chē)輛、欠交費(fèi)車(chē)輛、未年檢車(chē)輛、肇事逃逸及違章車(chē)輛等，只需將其車(chē)牌號(hào)碼輸入到應(yīng)用系統(tǒng)中，車(chē)牌識(shí)別設(shè)備安裝于指定的路口、卡口或由執(zhí)法人員隨時(shí)攜帶按需要放置，系統(tǒng)將識(shí)讀所有通過(guò)車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼并與系統(tǒng)中的“黑名單”比對(duì)，一旦發(fā)現(xiàn)指定車(chē)輛立刻發(fā)出報(bào)警信息。系統(tǒng)可以全天不間斷工作、不會(huì)疲勞、錯(cuò)誤率極低；可以適應(yīng)高速行駛的車(chē)輛；可以在車(chē)輛行使過(guò)程中完成任務(wù)不影響正常交通；整個(gè)監(jiān)視過(guò)程中司機(jī)也不會(huì)覺(jué)察、保密性高。應(yīng)用這種系統(tǒng)將極大地提高執(zhí)法效率。

——超速違章處罰

車(chē)牌識(shí)別技術(shù)結(jié)合測(cè)速設(shè)備可以用于車(chē)輛超速違章處罰，一般用于高速公路。具體應(yīng)用是：在路上設(shè)置測(cè)速監(jiān)測(cè)點(diǎn)，抓拍超速的車(chē)輛并識(shí)別車(chē)牌號(hào)碼，將違章車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼及圖片發(fā)往各出口；在各出口設(shè)置處罰點(diǎn)，用車(chē)牌識(shí)別設(shè)備識(shí)別通過(guò)車(chē)輛并將號(hào)碼與已經(jīng)收到的超速車(chē)輛的號(hào)碼比對(duì)，一旦號(hào)碼相同即啟動(dòng)警示設(shè)備通知執(zhí)法人員處理。與傳統(tǒng)的超速監(jiān)測(cè)方式相比，這種應(yīng)用可以節(jié)省警力，降低執(zhí)法人員的工作強(qiáng)度，而且安全、高效、隱蔽，司機(jī)需時(shí)刻提醒自己不能超速，極大地減少了因超速引發(fā)的事故。

——車(chē)輛出入管理

將車(chē)牌識(shí)別設(shè)備安裝于出入口，記錄車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼、出入時(shí)間，并與自動(dòng)門(mén)、欄桿機(jī)的控制設(shè)備結(jié)合，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自動(dòng)管理。應(yīng)用于停車(chē)場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)時(shí)收費(fèi)，也可以自動(dòng)計(jì)算可用車(chē)位數(shù)量并給出提示，實(shí)現(xiàn)停車(chē)收費(fèi)自動(dòng)管理節(jié)省人力、提高效率。應(yīng)用于智能小區(qū)可以自動(dòng)判別駛?cè)胲?chē)輛是否屬于本小區(qū)，對(duì)非內(nèi)部車(chē)輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)時(shí)收費(fèi)。在一些單位這種應(yīng)用還可以同車(chē)輛調(diào)度系統(tǒng)相結(jié)合，自動(dòng)地、客觀地記錄本單位車(chē)輛的出車(chē)情況。

——自動(dòng)放行

將指定的車(chē)牌信息輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)地識(shí)讀經(jīng)過(guò)車(chē)輛的車(chē)牌并查詢(xún)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于需要自動(dòng)放行的車(chē)輛系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電子門(mén)或欄桿機(jī)讓其通過(guò)，對(duì)于其它車(chē)輛系統(tǒng)會(huì)給出警示，由值勤人員處理。可用于特殊單位（如軍事管理區(qū)、保密單位、重點(diǎn)保護(hù)單位等）、路橋收費(fèi)卡口、高級(jí)住宅區(qū)等。

——高速公路收費(fèi)管理

在高速路的各個(gè)出入口安裝車(chē)牌識(shí)別設(shè)備，車(chē)輛駛?cè)霑r(shí)識(shí)別車(chē)輛車(chē)牌將入口資料存入收費(fèi)系統(tǒng)，車(chē)輛到達(dá)出口時(shí)再次識(shí)別其車(chē)牌并根據(jù)車(chē)牌信息調(diào)用入口資料，結(jié)合出入口資料實(shí)現(xiàn)收費(fèi)管理。這種應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)并可防止作弊，避免了應(yīng)收款的流失。

目前，高速公路已開(kāi)始實(shí)施聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，隨著聯(lián)網(wǎng)范圍的擴(kuò)大，不同車(chē)型的收費(fèi)差額也越來(lái)越高，司機(jī)利用現(xiàn)有收費(fèi)系統(tǒng)的漏洞通過(guò)中途換卡進(jìn)行逃費(fèi)的問(wèn)題將越來(lái)越突出，利用車(chē)牌識(shí)別技術(shù)是解決此類(lèi)問(wèn)題的根本方法。

——計(jì)算車(chē)輛旅行時(shí)間

在交通管理系統(tǒng)中可以將車(chē)輛在某條道路的平均旅行時(shí)間作為判斷該道路擁堵?tīng)顩r的一個(gè)參數(shù)。安裝車(chē)牌識(shí)別設(shè)備于道路的起止點(diǎn)，識(shí)讀所有通過(guò)車(chē)輛并將車(chē)牌號(hào)碼傳回交通指揮中心，指揮中心的管理系統(tǒng)根據(jù)這些結(jié)果就可計(jì)算出車(chē)輛平均旅行時(shí)間。

——車(chē)牌號(hào)碼自動(dòng)登記

交通監(jiān)管部門(mén)每天都要處理大量的違章車(chē)輛圖片，一般由人工辨識(shí)車(chē)牌號(hào)碼再輸入管理系統(tǒng)，這種方式工作量大、容易疲勞誤判。采用自動(dòng)識(shí)別可以減少工作強(qiáng)度能夠大幅度提高處理速度和效率。這種功能可用于電子警察系統(tǒng)、道路監(jiān)控系統(tǒng)等。