車牌識別是利用車輛的動態視頻或靜態圖像進行車牌號碼、車牌顏色自動識別的模式識別技術。技術的核心包括車牌定位算法、車牌字符分割算法和光學字符識別算法等。該技術常用于停車場及小區出入口、高速公路收費站、公路卡口和城市交通。

車牌識別框架流程

車牌識別系統采用高度模塊化的設計，將車牌識別過程的各個環節各自作為一個獨立的模塊，其系統框架如下所示。

一、車輛檢測跟蹤模塊

車輛檢測跟蹤模塊主要對視頻流進行分析，判斷其中車輛的位置，對圖像中的車輛進行跟蹤，并在車輛位置最佳時刻，記錄該車輛的特寫圖片，由于加入了跟蹤模塊，系統能夠很好地克服各種外界的干擾，使得到更加合理的識別結果，可以檢測無牌車輛并輸出結果。

二、車牌定位模塊

車牌定位模塊是一個十分重要的環節，是后續環節的基礎，其準確性對整體系統性能的影響巨大。車牌系統完全摒棄了以往的算法思路，實現了一種完全基于學習的多種特征融合的車牌定位新算法，適用于各種復雜的背景環境和不同的攝像角度。

三、車牌矯正及精定位模塊

由于受拍攝條件的限制，圖像中的車牌總不可避免存在一定的傾斜，需要一個矯正和精定位環節來進一步提高車牌圖像的質量，為切分和識別模塊做準備。使用精心設計的快速圖像處理濾波器，不僅計算快速，而且利用的是車牌的整體信息，避免了局部噪聲帶來的影響。使用該算法的另一個優點就是通過對多個中間結果的分析還可以對車牌進行精定位，進一步減少非車牌區域的影響。

四、車牌切分模塊

車牌系統的車牌切分模塊利用了車牌文字的灰度、顏色、邊緣分布等各種特征，能較好地抑制車牌周圍其他噪聲的影響，并能容忍一定傾斜角度的車牌。這一算法有利于類似移動式稽查這種車牌圖像噪聲較大的應用。

五、車牌識別模塊

在車牌識別系統中，通常采用多種識別模型相結合的方法來進行車牌識別，構建一種層次化的字符識別流程，可有效地提高字符識別的正確率。另一方面，在字符識別之前，使用計算機智能算法對字符圖像進行前期處理，不僅可盡可能保留圖像信息，而且可提高圖像質量，提高相似字符的可區分性，保證字符識別的可靠性。

六、車牌識別結果決策模塊

識別結果決策模塊，具體地說，決策模塊利用一個車牌經過視野的過程留下的歷史記錄，對識別結果進行智能化的決策。其通過計算觀測幀數、識別結果穩定性、軌跡穩定性、速度穩定性、平均可信度和相似度等度量值得到該車牌的綜合可信度評價，從而決定是繼續跟蹤該車牌，還是輸出識別結果，或是拒絕該結果。這種方法綜合利用了所有幀的信息，減少了以往基于單幅圖像的識別算法所帶來的偶然性錯誤，大大提高了系統的識別率和識別結果的正確性和可靠性。

七、車牌跟蹤模塊

車牌跟蹤模塊記錄下車輛行駛過程中每一幀中該車車牌的位置以及外觀、識別結果、可信度等各種歷史信息。由于車牌跟蹤模塊采用了具有一定容錯能力的運動模型和更新模型，使得那些被短時間遮擋或瞬間模糊的車牌仍能被正確地跟蹤和預測，最終只輸出一個識別結果。

八、在線學習模塊

在以上各個模塊中，使用了大量基于學習的算法，系統特別添加在線學習模塊，采用最新的反饋型學習模型，利用決策模塊和跟蹤模塊得到的車牌質量、車輛軌跡、速度等反饋信息，智能化地更新一些算法參數，使得系統能快速適應新的應用環境。該算法作為已有算法的一個有力補充，將進一步提高系統性能。

車牌識別應用分析

一、停車場及小區出入口

停車場及小區出入口車牌識別技術的應用，主要用于記錄車輛的牌照號碼、車牌顏色、出入時間，實現車輛的自動管理，以便節省人力、提高效率;例如應用于智能小區可以自動判別駛入車輛是否屬于本小區，對非內部車輛實現自動計時收費。在一些單位這種應用還可以同車輛調度系統相結合，自動、客觀地記錄本單位車輛的出車情況。

停車場及小區出入口管理單靠人工去記來往車輛的車牌號碼和?？繒r間是非常困難的，不但會出現錯誤，還需投入大量人力。一個小小的車牌識別設備安裝在停車場的出入口就能“一勞永逸”地解決很多問題。對于車牌被遮擋、掉漆斷裂、模糊不清等也能夠分析識別，為停車場及出入口的工作人員省去許多煩惱。

二、高速公路收費站

目前，我國的高速公路建設發展突飛猛進，高速公路四通八達，每個出口均設有收費站，一方面便于收費管理，另一方面也可協助交警對高速公路上的交通進行規范管理。高速公路收費站出入口車牌識別技術的應用，可以極大地方便交警識別違規行駛車輛的號牌信息，對一些違法車輛進行有效的管理和抓捕。

收費站卡口一般設在露天環境中，再加上一些車輛行駛較快，因而對車牌識別技術的要求很高。傳統的車牌識別是針對160P像素的車牌進行識別，有效的圖像范圍小，車牌漏識率高，不能滿足收費站卡口的時代需求?，F在高清車牌識別的應用解決了以前車牌識別率低的問題，從而為公安和交警的執法提供了可靠的依據。

在收費站出入口安裝車牌識別系統，當有車輛駛入時系統識別車輛牌照并將識別到的車牌信息發送到指定的中心管理服務器上，通過和數據庫中的盜搶可疑車輛的車牌信息進行對比便可判斷出駛入高速公路收費站出入口的車輛是否是盜搶可疑車輛，可極大地避免違法犯罪事故的發生并對已發生的事件提供破案參考信息。

三、在公路卡口中的應用

伴隨著我國公路里程建設的增加，人民生活水平的整體提高，現在買車的人越來越多，給公路造成各種各樣的違法問題。車牌識別技術作為車輛違法處罰的必要依據，可以對視頻中車輛號牌進行自動的檢測識別，其中最為典型的就是治安卡口系統，該系統如果沒有車牌識別技術，就沒有真正意義上的智能化。一個完善的治安卡口管理系統應該具備車牌自動識別、卡口應用系統和中心管理平臺三個主要功能。車牌識別是其中最為重要的一部分，車牌識別的優劣直接影響了卡口系統的整體性能，而識別速度是其最為重要的一個技術指標。識別速度快，系統需要占用的系統資源就少、人工介入的可能性就小，系統網絡的運行負擔也相應減小。

識別車牌速度快、準確，車牌識別系統才能有效地實現自動比對報警，避免出現大量的誤報?？梢詾榉辣I搶車輛、套牌車輛，非法搶劫車輛等犯罪破案提供有力可靠的破案信息。

四、在城市交通的應用

近年來，隨著社會經濟的快速發展，機動車數量的迅速增長，公路運輸變得越來越繁忙。交通管理現狀和需求的矛盾進一步加劇，與交通相關的刑事和治安案件也逐年上升。在此情況下，如何利用先進的科技手段，增強公安管理部門對城市內的機動車和駕駛人的查控力度，為打擊各類違法犯罪行為提供科技手段，是公安交通管理部門急需解決的問題。

為有效遏制城市內車輛闖紅燈違章行為，現在城市內各個路口都在大力安裝卡口式的闖紅燈違法行為的檢測系統，而此系統最重要的組成部分就是車牌識別模塊，車牌識別系統主要是確定違法車輛的信息，通過抓拍所有車輛的車牌信息并和公安網的數據庫進行比對分析哪些車輛是可疑車輛，減少違法行為的同時也可以控制、減少道路交通事故，應用道路監控設備結合現代信息網絡技術，形成道路監控智能化網絡系統，更好地提升道路動態管理/控制和滿足治安、刑偵、交通管理等新形勢的業務需求。