WATASHI Smart city Alarm~LPR
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來源：中国安防协会
近幾年來，車牌辨識的概念被提及的越來越多。面對傳統停車業務，在飛速發展的城市交通面前，暴露出來的停車難、尋車難、效率低下等各種問題，車牌辨識無疑已成為智慧交通行業發展的核心技術。
車牌辨識技術簡單概括，就是基於圖像分割，和圖像辨識的技術，對含有車輛號牌的圖像進行分析處理，從而確定牌照在圖像中的位置，並進一步提取和辨識出文本字符。車牌辨識過程包括圖像採集、預處理、車牌定位、字符分割、字符辨識、結果輸出等一系列算法運算。
車牌辨識應用在智慧停車領域，主要包含出入口車牌辨識、場內視訊引導、道路停車三大板塊，這三大板塊也是城市停車整體架構中，必不可少的部分。
壹、出入口車牌辨識
早期，影像辨識引入到停車場出入口領域，主要還是靠後端辨識，透過前端類比攝影機的視訊流，即時輸入後端分析伺服器，後端伺服器同時接入多路前端攝影機的視訊流，透過伺服器自身算法分析，最終輸出車牌文本資訊到平台。
隨著智慧化程度的前移，網路攝影機逐漸替代了類比攝影機，隨之而來的車牌辨識技術，也整合到前端攝影機內，車輛進入IP Cam的辨識區域內，則觸發攝影機進行抓拍業務和辨識業務，同時輸出車牌資訊，將車牌OSD辨識疊加到抓拍圖片，這樣不但降低了前端設備成本和系統造價，同時還提高了車牌辨識速度。
車牌辨識的整套辨識業務，包括圖像採集、圖像預處理、車牌定位、字符分割、字符辨識等環節，最終將車牌辨識的結果，以文本格式輸出，或者疊加在抓拍圖片上，如圖1所示。
01、圖像採集
透過IP Cam對過車或車輛違規行為，進行即時、不間斷記錄、採集。
02、圖像預處理
圖像預處理，是影響車牌辨識率高低的關鍵因素，需要對IP Cam採集到的原始圖像進行噪聲過濾、自動白平衡、自動曝光以及伽馬校正、邊緣增強、對比度調整等處理。
03、車牌定位
圖像預處理，是影響車牌辨識率高低的關鍵因素，需要對IP Cam採集到的原始圖像，進行噪聲過濾、自動白平衡、自動曝光以及伽馬校正、邊緣增強、對比度調整等處理。
04、字符分割
字符分割是在圖像中定位出車牌區域後，透過灰階化、灰階拉伸、二值化、邊緣化等處理，進一步精確定位字符區域，然後根據字符尺寸特徵，提出動態模板法進行字符分割，並將字符大小進行歸一化處理。
05、字符辨識
字符辨識是對分割後的字符進行縮放、特徵提取，獲得特定字符的表達形式，然後透過分類判別函數和分類規則，與字符數據庫模板中的標準字符，表達形式進行匹配判別，就可以辨識出輸入的字符圖像。
貳、場內視訊引導
場內視訊引導技術誕生前，停車場車位引導主要還是以超音波技術來實現，但超音波探測器只能做到一對一檢測，且無法做到車輛車牌資訊的獲取，從而實現反向尋車功能；無法即時看到停車畫面，而且方案整體施工較為複雜，檢測效果對工程施工的依賴性較高。
影像技術場內引導，大大提高了整體方案的先進性，大華公司率先推出室內影像車位檢測器，基於車牌辨識技術、車輛模型檢測技術，實現對有牌車車牌精準辨識，和無牌車車位狀態準確判斷。同時大華公司推出的兩車位、三車位以及六車位攝影機的行業創新產品，結合雙網口專利技術，大大降低了施工複雜成程度和施工成本。
場內引導影像辨識技術，有別於停車場出入口車牌辨識技術，主要區別在於，前者是基於靜態車輛的車輛模型檢測為前提，進行車牌辨識業務，所以對無牌車的車位狀態，也能進行準確判斷。隨著影像技術在場內引導的廣泛應用，超音波檢測技術，逐漸被市場淘汰。
叄、路邊停車
中國路邊停車業務，最早可追溯到1980年代港澳地區的咪表時代，到21世紀初純人工智慧手持終端收費引入，以及2014年以深圳為代表的「地磁+app」模式。隨著時間推移，可以發現車牌辨識業務也逐漸滲透進來，下面就來回顧一下車牌辨識技術在道路停車管理中的應用。
01、手持POS收費終端
1980年代，港澳地區開始實行咪表管理技術，但該技術並不適應當下市場發展情行，隨著技術的發展，以及客戶對車位管理需求的提高，出現了人工手持智慧收費終端的收費方式，透過人工對車主停車情況進行把握，然後利用智慧收費終端，對車位上的車輛，進行拍照車牌辨識和登記，把登記資訊同步上傳給雲平台做計費管理，如圖2。
當車輛駛離時，透過人工收費對車輛停車進行繳費，停車欠繳費車主的車牌會被平台自動記錄，欠款會累計到車輛下一次停車收費時進行補繳。但人工管理車位相對效率較低，時常導致停車收費金額流失。
手持終端辨識車位上停放的車輛車牌，其原理屬於後端辨識，透過手持終端拍照功能，結合收費軟體本身自帶的車牌辨識算法，對圖片流中的車牌進行定位、車牌提取、字符切割和辨識，最終輸出車牌資訊。車牌辨識技術結合手持終端的應用，在當時一度受到熱捧。
02、室外影像車位檢測器
室外影像車位檢測器，應用在道路停車領域，可以被認為是「道路停車3.0階段」。室外影像車位檢測器的原理，結合了多種人工智慧技術，比如車牌辨識、超音波檢測、車牌顏色檢測、車輛模型檢測等技術。
每車位放置1台影像車位檢測器，對駛入車輛進行車牌影像，和車位狀態判斷，透過終端盒走無線網橋傳輸方式，把抓拍圖片和對應的辨識結果上傳給雲平台。
就前端室外影像車位檢測器而言，它不僅僅應用到了車牌辨識技術，還應用深度學習技術，把車輛的非結構化數據，提取成結構化數據，超音波檢測技術輔助判斷車位狀態，多重檢測機制，確保車牌辨識率和車位狀態判斷率，如圖3。
03、槍球聯動方案
槍球聯動方案，是目前車牌辨識，應用於道路停車管理的另一個熱門方案。系統前端設備主要有車位管理槍球一體機、LED常亮補光燈、交換機、終端管理盒和智慧手持終端。
車位管理槍球一體機，用於停車點停車狀態檢測，以及車輛抓拍；LED常亮補光燈，用於夜間環境光照度較低時，槍球機的補光，採用暖光燈，降低光污染；交換機用於前端網路設備的匯聚；終端管理盒用於前端數據暫存；智慧手持POS輔助收費工作，用於泊位狀態以及車輛資訊核准、收費管理等。
車位管理槍球一體機，用於停車點停車狀態檢測，以及車輛抓拍；LED常亮補光燈，用於夜間環境光照度較低時，槍球機的補光，採用暖光燈，降低光污染；交換機用於前端網路設備的匯聚；終端管理盒用於前端數據暫存；智慧手持POS輔助收費工作，用於泊位狀態以及車輛資訊核准、收費管理等。
車位管理槍機，用於管理槍球機視場盲區車位，若現場立桿位置，可以使有效車位避開槍球機的視場盲區(即槍球機視場盲區內沒有泊位)，則可以免去車位管理槍機，見圖4。
肆、車牌辨識的延伸應用
目前，甲方客戶的需求呈多樣化趨勢，已不僅僅局限於對車牌辨識的要求，以及車身顏色、車標、車型、掛墜、年檢標誌等，和車輛相關的縱向非結構化數據的提取，結合當前行動互聯網技術的普及，市場對車牌的橫向數據挖掘，也有很旺盛的需求，比如車內駕駛員人臉、手機上的二維碼等等。
大華公司抓住了市場的這種個性化需求，與其子公司華睿科技共同推出了機器視覺攝影機，透過前端高幀率攝影機的快速抓拍，在手機處於喚醒狀態時，精準定位手機二維碼，快速辨識二維碼，並輸出文本資訊，同時後端POS機，對前端攝影機傳輸過來的二維碼資訊，完成微信/支付寶扣費。
機器視覺攝影機的強大性能及算法優勢，提高了出入口車主的進出和支付體驗，為影像技術在停車領域的多樣化應用，提供一個很好的實際案例。
機器視覺攝影機的強大性能及算法優勢，提高了出入口車主的進出和支付體驗，為影像技術在停車領域的多樣化應用，提供一個很好的實際案例。
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