机动车号牌序列标识鉴别装置及鉴定方法
【专利摘要】本发明提供一种机动车号牌序列标识鉴别装置及鉴定方法，其装置包括外壳及外壳内的嵌入式计算机主板、摄像机、多倍焦距可变镜头、多波段多角度光源和光源控制电路板。外壳的底部具有一个进料口供放置待鉴定号牌；多倍焦距可变镜头安装在摄像机上，向下正对号牌的生产序列标识区域。所述的多波段多角度光源由白光、蓝光、红外光等组成，其角度包括30°、15°、5°。其鉴定方法通过建立图像特征样本库，按固定的流程采集鉴定对象的多波段多角度光源下的图像，与样本库进行图像比对分析，对多次识别的置信度进行分析，形成初步鉴定结论。本发明对在用的白底、蓝底、黄底号牌都能适应，通过自动化的手段进行比对，有效的减少了人员因素的干扰。
【专利说明】机动车号牌序列标识鉴别装置及鉴定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机动车号牌序列标识的鉴别，具体是一种机动车号牌序列标识生产序列号字符的鉴别装置及真伪鉴定方法。
【背景技术】
[0002]机动车号牌序列标识由生产序列号、校验码和二维码条码组成，使用激光的方式制作在机动车号牌用反光膜的内层，字体为专用字体。
[0003]为了鉴定机动车号牌的真伪，常用的鉴定方法是利用机动车号牌的两大特征:
1.基材特征:真实的机动车号牌所使用的基材是铝板，其抗弯曲性、强度等在《中华人民共和国机动车号牌》(GA36-2014)中有明确的规定。通过其材质特征差异来辨别真假号牌。
[0004]2.反光膜特征:机动车号牌用反光膜均应符合《机动车号牌用反光膜》(GA666-2007)的要求，即对反射性能、色度性能等有严格的要求。伪造的机动车号牌为了降低成本，所使用的反光膜通常达不到行业标准所要求的性能指标。
[0005]3.加工特征:机动车号牌制作工艺有显著的特点，包括冲压特征、字符特征、着色特征等。
[0006]4.字符特征:全国使用的模具都为标准字模，因此，字体形态都一致。
[0007]在以上这些特征的基础上，常用的鉴定方法有观察检验法、比较检验法，对检材的反光膜、加工特征进行观察，对特征的符合点和差异点进行综合分析，鉴定其真假。这些鉴定方法能鉴定号牌的真假，但还存在一定的缺陷，现在的仿制水平越来越高，鉴定真假难度增高。
[0008]在《中华人民共和国机动车号牌》中，增加了机动车号牌序列标识，机动车号牌序列标识为激光加工，激光加工光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特点，因此激光加工的号牌序列标识在不同的观察角度不同的光照环境其图像存在区别。由于机动车号牌序列标识的序列号由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个阿拉伯数字组合组成，因此可以快速建立每个字符的多角度样本库。基于鉴定的物质转移、同一认定、种属认定等原理，设计机动车号牌序列标识的鉴别装置。
【发明内容】
[0009]本发明的目的对现有号牌鉴定技术中存在的不足进行的一种补充，特别是对机动车号牌序列标识的鉴定，提供一种机动车号牌序列标识的鉴别装置及应用此装置的鉴定方法，解决现有号牌伪造水平高导致鉴定难的问题。
[0010]按照本发明提供的技术方案，所述的机动车号牌序列标识鉴别装置包括外壳，以及设置在外壳内部的嵌入式计算机主板、摄像机、多倍焦距可变镜头、多波段多角度光源和光源控制电路板，外壳的底部具有一个进料口供待鉴别号牌插入；所述多倍焦距可变镜头安装在摄像机上，向下正对号牌的生产序列标识区域，多倍焦距可变镜头的变焦倍数受摄像机控制；嵌入式计算机主板通过通讯线路连接摄像机以及光源控制电路板，控制摄像机抓拍各种光源条件下不同焦距倍数的号牌生产序列标识图像；光源控制电路板通过通讯线路连接多波段多角度光源，驱动光源依次发出各波段各角度的光。
[0011]具体的，所述多波段多角度光源为环形同轴光源，每一角度有多波段的光源，每一种波段的光源有多个角度。
[0012]具体的，所述多波段多角度光源发光面朝下。
[0013]具体的，所述多波段多角度光源能单独发出白光、蓝光、红外光。每个波段的光的角度分别有30°、15°、5°。
[0014]具体的，在所述进料口标明各种轮廓尺寸的号牌的进料位置。
[0015]所述机动车号牌序列标识鉴定方法包括以下步骤:
步骤1:对号牌施以指定波段和角度的光源照射；
步骤2:摄像头抓拍不同焦距倍数的多张号牌生产序列标识图像；
步骤3:对每张图像进行特征分析，分别与图像特征样本库进行比对；
步骤4:重复步骤1-3，抓拍多波段多角度光源下的号牌生产序列标识图像并比对样本，综合比对结果输出初步鉴定结果。
[0016]具体的，步骤3将每张特定波段、特定角度、特定焦距倍数的图像与图像特征样本库中对应的样本进行比对，输出该次识别的置信度，步骤4最后对多次识别的置信度进行分析，确定初步鉴定结果。
[0017]所述图像特征样本库的建立方法为:选择序列标识号的前面两位包含0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个阿拉伯数字的任意I个或者2个的号牌，按指定位置放置到鉴定装置中，对一个号牌分别依次启动指定角度指定波段的光源，在每种光源条件下对号牌拍摄多个指定焦距倍数的图像，通过软件建立图像特征样本。
[0018]具体的，对每个号牌依次启动30°、15°、5°白光光源，每个角度光源下分别采集2倍、6倍、10倍的图像，建立图像特征样本；依次启动30°、15°、5°蓝光光源，每个角度光源下分别采集2倍、6倍、10倍的图像，建立图像特征样本；依次启动30°、15°、5°红外光光源，每个角度光源下分别采集2倍、6倍、10倍的图像，建立图像特征样本。
[0019]本发明的优点是:使用了多波段、多角度光源，对在用的白底、蓝底、黄底号牌都能适应。同时通过多个光照角度，充分利用激光签注单向性，即不同角度的光照号牌序列标识在摄像机内呈现的图像不同，对不同波段光、不同底色号牌，不同的焦距，均建立了统一的样本特征库，通过自动化的手段进行比对，有效的减少了人员因素的干扰。此鉴定装置和方法具有规范、高效的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的机动车序列标识鉴别装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0022]如图1所示，本发明的机动车号牌序列标识鉴别装置包括:外壳I及内部的嵌入式计算机主板2、摄像机4、多倍焦距可变镜头5、多波段多角度光源6、光源控制电路板3，外壳I的底部具有一个长方形进料口 7供号牌插入，进料口 7的宽度略大于大型汽车后号牌的宽度，进料口 7的高度略高于号牌的厚度，进料口 7标明四种轮廓尺寸号牌的进料位置。所述多倍焦距可变镜头5安装在摄像机4上，向下正对号牌的生产序列标识区域，多倍焦距可变镜头5的变焦距离受摄像机4控制；嵌入式计算机主板2通过通讯线路连接摄像机4以及光源控制电路板3，控制摄像机4抓拍各种光源条件下不同焦距倍数的号牌生产序列标识图像；光源控制电路板3通过通讯线路连接多波段多角度光源6，驱动光源可以发出各波段各角度的光。
[0023]图1的实施例中，所述嵌入式计算机主板2固定在外壳I顶部；摄像机4通过支架固定外壳I顶部中央。多波段多角度光源6发光面朝下，与摄像机4的下端在同一高度。多波段多角度光源6分别为白光光源、蓝光光源、红外光源，多波段多角度光源6为环形布置，环形分布在多倍焦距可变镜头周围。光源的白光、蓝光、红外等受光源控制电路板3控制，能单独发白光、发蓝光、发红外光等，每组光角度分别为30°、15°、5°。
[0024]具体的，所述多波段多角度光源6为环形同轴光源，分别为I组30°白光二极管、I组15°白光二极管、I组5°蓝光二极管、I组30°蓝光二极管、I组15°蓝光二极管、I组5°蓝光二极管、I组30°红外二极管、I组15°红外二极管、I组5°红外二极管。多波段多角度光源6的环形同轴光源的开环满足多倍焦距可变镜头5穿过。
[0025]本发明所述的机动车号牌序列标识的鉴定方法，适用于鉴定小型汽车号牌、大型汽车号牌、摩托车号牌、低速车号牌等机动车号牌上的序列标识。以下对应实施例所述鉴别装置的光源设置进行鉴定方法的阐述。
[0026]图像特征样本库的建立:选择序列标识号的前面两位包含0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个阿拉伯数字的任意I个或者2个的号牌，按指定位置放置到鉴定装置中，分别对每个号牌依次启动30°、15°、5°白光光源，每个角度光源下分别采集2倍、6倍、10倍的图像，建立图像特征样本；依次启动30°、15°、5°蓝光光源，每个角度光源下分别采集2倍、6倍、10倍的图像，建立图像特征样本；依次启动30°、15°、5°红外光光源，每个角度光源下分别采集2倍、6倍、10倍的图像，建立图像特征样本。
[0027]应用号牌序列标识鉴别装置的鉴定过程，具体包含如下步骤:
步骤I，通过进料口 7放入待鉴定号牌；
步骤2，安装在嵌入式计算机主板2的控制程序发送指令给光源控制电路板3，启动30°白光光源；控制程序控制摄像机4通过多倍焦距可变镜头5分别抓拍2倍、6倍、10倍的图像，与控制程序内已经建立的图像特征样本库进行比对，分别输出3次识别的置信度。
[0028]步骤3，安装在嵌入式计算机主板2的控制程序发送指令给光源控制电路板3，启动15°白光光源；控制程序控制摄像机4通过多倍焦距可变镜头5分别抓拍2倍、6倍、10倍的图像，与控制程序内已经建立的图像特征样本库进行比对，分别输出3次识别的置信度。
[0029]步骤4，安装在嵌入式计算机主板2的控制程序发送指令给光源控制电路板3，启动5°白光光源；控制程序控制摄像机4通过多倍焦距可变镜头5分别抓拍2倍、6倍、10倍的图像，与控制程序内已经建立的图像特征样本库进行比对，分别输出3次识别的置信度。
[0030]步骤5，安装在嵌入式计算机主板2的控制程序发送指令给光源控制电路板3，启动30°蓝光光源；控制程序控制摄像机4通过多倍焦距可变镜头5分别抓拍2倍、6倍、10倍的图像，与控制程序内已经建立的图像特征样本库进行比对，分别输出3次识别的置信度。
[0031]步骤6，安装在嵌入式计算机主板2的控制程序发送指令给光源控制电路板3，启动15°蓝光光源；控制程序控制摄像机4通过多倍焦距可变镜头5分别抓拍2倍、6倍、10倍的图像，与控制程序内已经建立的图像特征样本库进行比对，分别输出3次识别的置信度。
[0032]步骤7，安装在嵌入式计算机主板2的控制程序发送指令给光源控制电路板3，启动5°蓝光光源；控制程序控制摄像机4通过多倍焦距可变镜头5分别抓拍2倍、6倍、10倍的图像，与控制程序内已经建立的图像特征样本库进行比对，分别输出3次识别的置信度。
[0033]步骤8，安装在嵌入式计算机主板2的控制程序发送指令给光源控制电路板3，启动30°红外光源；控制程序控制摄像机4通过多倍焦距可变镜头5分别抓拍2倍、6倍、10倍的图像，与控制程序内已经建立的图像特征样本库进行比对，分别输出3次识别的置信度。
[0034]步骤9，安装在嵌入式计算机主板2的控制程序发送指令给光源控制电路板3，启动15°红外光源；控制程序控制摄像机4通过多倍焦距可变镜头5分别抓拍2倍、6倍、10倍的图像，与控制程序内已经建立的图像特征样本库进行比对，分别输出3次识别的置信度。
[0035]步骤10，安装在嵌入式计算机主板2的控制程序发送指令给光源控制电路板3，启动5°红外光源；控制程序控制摄像机4通过多倍焦距可变镜头5分别抓拍2倍、6倍、10倍的图像，与控制程序内已经建立的图像特征样本库进行比对，分别输出3次识别的置信度。
[0036]步骤11，对前面步骤2-10所识别结果的置信度进行分析，确定初步鉴定结果。
【权利要求】
1.机动车号牌序列标识鉴别装置，包括外壳(1)，其特征是:还包括设置在外壳(1)内部的嵌入式计算机主板(2)、摄像机(4)、多倍焦距可变镜头(5)、多波段多角度光源(6)和光源控制电路板(3)，外壳(1)的底部具有一个进料口(7)供待鉴别号牌插入；所述多倍焦距可变镜头(5)安装在摄像机(4)上，向下正对号牌的生产序列标识区域，多倍焦距可变镜头(5)的变焦距离受摄像机(4)控制；嵌入式计算机主板(2)通过通讯线路连接摄像机(4)以及光源控制电路板(3)，控制摄像机(4)抓拍各种光源条件下不同焦距倍数的号牌生产序列标识图像；光源控制电路板(3)通过通讯线路连接多波段多角度光源(6)，驱动光源依次发出各波段各角度的光。
2.如权利要求1所述的机动车号牌序列标识鉴别装置，其特征是，所述多波段多角度光源(6)为环形同轴光源，每一角度有多波段的光源，每一种波段的光源有多个角度。
3.如权利要求1所述的机动车号牌序列标识鉴别装置，其特征是，所述多波段多角度光源(6)发光面朝下。
4.如权利要求1所述的机动车号牌序列标识鉴别装置，其特征是，所述多波段多角度光源(6)能单独发出白光、蓝光、红外光。
5.如权利要求1所述的机动车号牌序列标识鉴别装置，其特征是，所述多波段多角度光源(6)每个波段的光的角度分别有30°、15°、5°。
6.如权利要求1所述的机动车号牌序列标识鉴别装置，其特征是，在所述进料口(7)标明各种轮廓尺寸的号牌的进料位置。
7.机动车号牌序列标识鉴定方法，其特征是，包括以下步骤: 步骤1:对号牌施以指定波段和角度的光源照射； 步骤2:摄像头抓拍不同焦距倍数的多张号牌生产序列标识图像； 步骤3:对每张图像进行特征分析，分别与图像特征样本库进行比对； 步骤4:重复步骤1-3，抓拍多波段多角度光源下的号牌生产序列标识图像并比对样本，综合比对结果输出初步鉴定结果。
8.如权利要求7所述的机动车号牌序列标识鉴定方法，其特征是，步骤3将每张特定波段、特定角度、特定焦距倍数的图像与图像特征样本库中对应的样本进行比对，输出该次识别的置信度，步骤4最后对多次识别的置信度进行分析，确定初步鉴定结果。
9.如权利要求7所述的机动车号牌序列标识鉴定方法，其特征是，所述图像特征样本库的建立方法为:选择序列标识号的前面两位包含0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这10个阿拉伯数字的任意1个或者2个的号牌，按指定位置放置到鉴别装置中，对一个号牌分别依次启动指定角度指定波段的光源，在每种光源条件下对号牌拍摄多个指定焦距倍数的图像，建立图像特征样本。
10.如权利要求9所述的机动车号牌序列标识鉴定方法，其特征是，对每个号牌依次启动30°、15°、5°白光光源，每个角度光源下分别采集2倍、6倍、10倍的图像，建立图像特征样本；依次启动30°、15°、5°蓝光光源，每个角度光源下分别采集2倍、6倍、10倍的图像，建立图像特征样本；依次启动30°、15°、5°红外光光源，每个角度光源下分别采集2倍、6倍、10倍的图像，建立图像特征样本。
【文档编号】G01N21/84GK104502350SQ201410782158
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】张赟, 李小武, 李坤, 虞力英, 蔡岗, 江帆, 徐永森, 孙小铁 申请人:公安部交通管理科学研究所