专利名称：车牌识别视频采集卡的制作方法
技术领域：
本实用新型属于交通监管技术，尤其涉及一种车牌识别视频采集装置技术。
背景技术：
车辆牌照是识别车辆的一个很重要的标记，在全世界范围内，车牌照是识别车辆最精确、最特定的标记，作为识别车辆身份的标记，车牌照具有唯一性。车牌识别技术研究最早出现在上世纪八十年代，当时的研究并没有形成完整的体系，只是对某一具体问题进行研究，通常采用简单的图像处理方法暗里解决。识别过程是使用工业电视摄像机拍下汽车的正前方图像，然后交给计算机进行简单处理，但最终仍需要人工干预。随着计算机、通信、自动控制、图像处理和识别技术的发展，车牌识别技术有了长足的进步。目前，车牌识别已经成为现代智能交通系统中的重要组成部分之一，应用十分广泛。它以数字图像处理、模式识别、计算机视觉等技术为基础，对摄像机所拍摄的车辆图像或者视频序列进行分析，得到每一辆汽车唯一的车牌号码，从而完成识别过程。通过一些后续处理手段可以实现停车场收费管理，交通流量控制指标测量，车辆定位，汽车防盗，高速公路超速自动化监管等等功能。对于维护交通安全和城市治安，防止交通堵塞，实现交通自动化管理有着现实的意义。车牌识别技术主要包括两部分内容，其一，车牌图像的采集和处理；其二，对采集的车牌图像识别。在实际技术应用中，采集车牌图像摄像机多为长时不间断工作制，且处于四季变化的露天环境里。例如道路监控摄像机长期处于室外，受环境因素影响较大，因此不仅要求采集图像清晰度高，还要求适应性强。而应用在卡口处的车牌识别使用环境相对比较复杂，有的是国道，有的是省道，有的是县道，而不同的使用环境车辆的行驶速度不同，这对摄像机的快门速度设定要求就较高，不仅要便于使用者安装调试，还要求快门速度设定更加准确，以适应不同的使用场所。另外，四季变化中，雨雪及大雾天气时有发生，在这种情况下，道路监控摄像机的清晰度就会存在很大问题，在此情况下，有针对性设计透雾功能的摄像系统，但其拍摄图像多为黑白效果图，失去了彩色区分的效果。车牌在使用中难免会出现污染和磨损等现象，而在路面上行驶的车辆也很难保证都是标准干净的车牌，对于完全被遮盖或污损的车牌，识别系统是无法识别的，因为它仅是一项对已有图像的识别技术，并不包含有透视能力，因此在实际环境中，面对破损污旧的车牌，如何定位和识别车牌，提高车牌识别能力也是需要解决的实际问题。目前的智能交通系统已从标准系统逐步过渡到高清系统，高清系统的优势不言而喻，但由于图片覆盖面广，可能会同时在图片中出现多个车牌的识别问题。但需要引起注意的是，高清图像格式和数据量过大，不仅会出现处理速度过慢的问题，还会因对资源占用需求过大难以实现高清视频流识别。
发明内容针对上述车牌识别技术的实际状况，本实用新型提供一种车牌识别视频采集卡，解决多路视频同时采集，车牌识别的技术问题。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种车牌识别视频采集卡由采集卡板和视频采集电路、后台设备组成，采集卡板通过复合视频接口与视频采集电路相连， 采集卡板通过PCI总线接口与后台设备相连。车牌识别视频采集卡完全基于视频，无需线圈、红外或其他硬件车辆检测器的外部触发，采用动态运动目标序列图像分析处理技术，实时检测监控区域内车辆移动状况，发现车辆通过时捕捉车辆图像，识别车牌照，然后进行后续处理。根据用户的不同需求，既可实现无触发式车牌识别，或者在画面中设置虚拟线圈，实现虚拟触发式车牌识别。所述的视频采集电路为拍照和摄像装置，采用照相机、摄像头、摄像机、高清摄录装置等，应用其中一种或多种，一台或多台。视频采集电路直接对准监控区域进行图像采集。视频采集电路支持高清摄像机、摄像头等摄录装置，对于车牌信息的采集是采取拍照和视频摄录两种方式进行。所述的后台设备是指一般计算机、工控机、PC等支持设备，与采集卡板连接后，可以在网络中形成互联，建立多个采集卡板间工作联动，在前一采集卡板未及时、准确识别车牌的情况下，可以估计车辆下一时刻出现的位置，在下一监控场所的采集卡板对该车辆进行特别监控，以获取其车牌信息。采集卡板是接收来自视频采集电路采集的车牌信号，并对接收信号进行处理，与后台设备建立通讯交互等的集成电路。它包括固定板、视频处理电路、微处理器、固定端、前端接口、后端接口，视频处理电路、前端接口、后端接口围绕微处理器连接，所述固定板包括采集卡板电路板和加装的其他连接固定结构材料，所述视频处理电路、微处理器、固定端、 前端接口、后端接口全部固定安装于固定板上。所述固定板是包括采集卡板PCB电路板和加装的其他连接固定结构材料，采集卡板所有的电路单元都固定安装于固定板上，便于设计采集卡板连接端口和外联其他电路。视频处理电路处理工作包括多路CIF视频的压缩；设置编码帧格式；设置图像质量和码率；设置视频信号的亮度、色度、对比度；检测运动；支持OSD、LOGO和区域屏蔽等。所述微处理器包括DSP、嵌入式微处理器、可编程逻辑器等，带有高速缓存、内部存储器等，是整个采集卡板的核心部分，它是运算分析的中心，分析处理通过前端接口送来的视频采集信号，视频处理电路处理的视频信息，以及将视频信号通过后端接口传输给后台设备。固定端，是指采集卡板除插入PC卡槽外，还具有机械连接端部，是在PCB板边缘接续的金属条，开有数个孔洞，可通过螺丝或卡扣等将采集卡板与PC机箱固定，确保采集卡板与PC连接稳固，避免振动或其他干扰造成的连接不良，不能正常工作现象的发生。前端接口，是指采集卡板与视频采集电路对接的接口 ----复合视频接口，复合视频接口至少为1个，以实现连接多路视频采集。后端接口，是指采集卡板与PC连接接口，在采集卡板上体现为金属插入式直排电路接头，插入PC机主板的扩展槽中，从而实现采集卡板与PC机对接，实现通讯、数据传输。所述的车牌识别视频采集卡采用不间断工作方式，能够在白天、夜晚，雨雪天等多中环境下应用。所述的车牌识别视频采集卡中内置了 ivsign识别算法。车牌识别视频采集卡可以识别民用车牌(92式)、民用货车尾牌(双行)、民用车牌(2002个性化)、警车车牌、武警车牌、军用车牌(2004式)，使馆车牌及香港车牌。所述的车牌视频采集卡还有专门的车辆行驶方向判别算法，用于识别车辆的行驶方向，判断行驶车辆是否逆向行驶，对逆向行驶的车辆进行抓拍。所述的车牌视频采集卡还有区域监控设置，可设置某一区域内抓拍，该区域为车辆禁止驶入区域，自动识别进入禁止区域的车辆，并对进入该区域的车辆进行抓拍记录，抓拍记录车牌信息。采集卡板与视频采集电路连接通路为多路，支持一路及多路视频采集信号连接和输入。所述的视频处理电路，支持视频信号处理设置，包括多多了 CIF视频压缩，设置编码帧格式，设置图像质量和码率，设置视频信号的亮度、色度、对比对，支持运动检测，支持 OSD、LOGO和区域屏蔽。所述后台设备是采集板卡的管理中心平台，决定了车牌车牌识别系统实际应用的可操作性，一般具备功能有车牌识别结果、车辆图像数据的可靠存储，在识别系统出现差错时能够保护图像数据不丢失，便于时候排查；有效的比对和查询技术，将被识别车牌与数据库中的车牌号码自动比对，并给出报警提示，在未完全识别情况下，给出模糊识别、比对最佳结果；联网联动运行，可以实现实时通信、保障网络安全、远程维护、数据动态交互、数据库自动更新、参数设置、故障诊断等。本实用新型的有益效果是完全基于视频，无需外部触发，可以根据用户的不同需求，实现无触发式车牌识别，也可实现虚拟触发式车牌识别，便于设备的功能检测；一卡多路，多路信号采集，各路互不干扰。可实现多路车牌视频信号采集和处理，采集和处理功能强大；运行可靠。可实现 24小不间断运行，可工作于多种路况和天气环境，适应性强；识别功能强大，可识别多种车牌信息，内置了先进的irwsign识别算法，可识别逆向行驶，设置禁止区域监控抓拍等；联动工作，后台支持设备可实现信息共享，进行多路识别采集的联动工作；车牌识别视频采集卡开发程序充分考虑了二次开发的需要，能够方便地集成到到交通监控、车辆出入控制系统中。
具体实施方式
图1为车牌识别视频采集卡组成示意图。图2为采集卡板示意图。图3为后台设备组成示意图。图4为车牌识别视频采集卡工作流程图。其中，1、采集卡板，2、视频采集电路，3、后台设备，12、复合视频接口，[0035]13、PCI 总线接口，101、固定板，102、视频处理电路，103、微处理器，104、固定端，105、前端接口，106、后端接口。301、存储中心302、比对中心303、查询中心304、中心处理器305、联网单元。实施例一附图1所示，车牌识别视频采集卡组成示意图。一种车牌识别视频采集卡由采集卡板⑴和视频采集电路O)、后台设备⑶组成，采集卡板⑴通过复合视频接口(12)与视频采集电路⑵相连，采集卡板⑴通过PCI总线接口(13)与后台设备(3)相连。车牌识别视频采集卡完全基于视频，无需线圈、红外或其他硬件车辆检测器的外部触发，采用动态运动目标序列图像分析处理技术，实时检测监控区域内车辆移动状况，发现车辆通过时捕捉车辆图像，识别车牌照，然后进行后续处理。根据用户的不同需求，可实现无触发式车牌识别，或者在画面中设置虚拟线圈，实现虚拟触发式车牌识别。所述的视频采集电路( 为拍照和摄像装置，采用照相机、摄像头、摄像机、高清摄录装置等，实例中为多台多路视频采集电路。视频采集电路( 直接对准监控区域进行图像采集。视频采集电路( 支持高清摄像机、摄像头等摄录装置，对于车牌信息的采集是采取拍照和视频摄录两种方式进行。所述的后台设备C3)是指一般计算机、工控机、PC等支持设备，与采集卡板(1)连接后，可以在网络中形成互联，建立多个采集卡板(1)间工作联动，在前一采集卡板(1)未及时、准确识别车牌的情况下，可以估计车辆下一时刻出现的位置，在下一监控场所的采集卡板(1)对该车辆进行特别监控，以获取其车牌信息。附图2所示，采集卡板示意图。采集卡板(1)是接收来自视频采集电路( 采集的车牌信号，并对接收信号进行处理，与后台设备C3)建立通讯交互等的集成电路。它包括固定板(101)、视频处理电路(102)、微处理器(103)、固定端(104)、前端接口(105)、后端接口(106)，视频处理电路(102)、前端接口(105)、后端接口(106)围绕微处理器(103)连接，所述固定板(101)包括采集卡板(1)电路板和加装的其他连接固定结构材料，所述视频处理电路(102)、微处理器(103)、固定端(104)、前端接口(105)、后端接口(106)全部固定安装于固定板(101)上。所述固定板(101)是包括采集卡板(I)PCB电路板和加装的其他连接固定结构材料，采集卡板(1)所有的电路单元都固定安装于固定板(101)上，便于设计采集卡板(1)连接端口和外联其他电路。视频处理电路(10 处理工作包括多路CIF视频的压缩；设置编码帧格式；设置图像质量和码率；设置视频信号的亮度、色度、对比度；检测运动；支持OSD、LOGO和区域屏蔽等。所述微处理器(10 包括DSP、嵌入式微处理器(10 、可编程逻辑器等，带有高速缓存、内部存储器等，是整个采集卡板(1)的核心部分，它是运算分析的中心，分析处理通过前端接口(10 送来的视频采集信号，视频处理电路(10 处理的视频信息，以及将视频信号通过后端接口(106)传输给后台设备(3)。固定端(104)，是指采集卡板(1)除插入PC卡槽外，还具有机械连接端部，是在 PCB板边缘接续的金属条，开有数个孔洞，可通过螺丝或卡扣等将采集卡板(1)与PC机箱固定，确保采集卡板(1)与PC连接稳固，避免振动或其他干扰造成的连接不良，不能正常工作现象的发生。前端接口(105)，是指采集卡板(1)与视频采集电路(2)对接的接口复合视频接口(12)，复合视频接口(1 至少为1个，以实现连接多路视频采集。后端接口(106)，是指采集卡板⑴与PC连接接口，在采集卡板⑴上体现为金属插入式直排电路接头，插入PC机主板的扩展槽中，从而实现采集卡板(1)与PC机对接，实现通讯、数据传输。所述的车牌识别视频采集卡采用不间断工作方式，能够在白天、夜晚，雨雪天等多中环境下应用。所述的车牌识别视频采集卡中内置了 ivsign识别算法。车牌识别视频采集卡可以识别民用车牌(92式)、民用货车尾牌(双行)、民用车牌(2002个性化)、警车车牌、武警车牌、军用车牌(2004式)，使馆车牌及香港车牌。所述的车牌视频采集卡还有专门的车辆行驶方向判别算法，用于识别车辆的行驶方向，判断行驶车辆是否逆向行驶，对逆向行驶的车辆进行抓拍。所述的车牌视频采集卡还有区域监控设置，可设置某一区域内抓拍，该区域为车辆禁止驶入区域，自动识别进入禁止区域的车辆，并对进入该区域的车辆进行抓拍记录，抓拍记录车牌信息。采集卡板(1)与视频采集电路( 连接通路为多路，支持一路及多路视频采集信号连接和输入。所述的视频处理电路(10 ，支持视频信号处理设置，包括多路CIF视频压缩，设置编码帧格式，设置图像质量和码率，设置视频信号的亮度、色度、对比对，车辆运动及运动方向检测，支持OSD、LOGO和区域屏蔽。所述后台设备(3)是采集板卡的管理中心平台，决定了车牌车牌识别系统实际应用的可操作性，实现功能有车牌识别结果、车辆图像数据的可靠存储，在识别系统出现差错时能够保护图像数据不丢失，便于时候排查；有效的比对和查询技术，将被识别车牌与数据库中的车牌号码自动比对，并给出报警提示，在未完全识别情况下，给出模糊识别、比对最佳结果；联网联动运行，可以实现实时通信、保障网络安全、远程维护、数据动态交互、数据库自动更新、参数设置、故障诊断等。附图3所示，后台设备组成示意图。后台设备(3)包括存储中心(301)、比对中心 (302)、查询中心(303)、中心处理器(304)、联网单元(305)。所述存储中心(301)主要有存储器构成，用于存储采集卡板(1)传输来的车牌识
7别结果、图像数据、预存车牌数据信息以及系统工作日志。所述比对中心(30 是将采集识别车牌信息与存储中心(301)所存数据进行比对的环节，采用比对算法以及比对结果分析算法，根据设定的比对标准的输出比对结果，发出报警提示。查询中心(303)，用于查询存储中心(301)中记录的采集车牌数据或图像数据等。中心处理器(304)是后台设备(3)的运算处理核心，配置较高运算速度的CPU及其他设备构成。联网单元(305)，后台设备C3)是一个完整的计算机设备系统，可以实现网络连接，通信联系、数据共享等功能，后台设备联网后将车牌视频采集卡也连入网络中，实现车牌采集信息的共享以及车牌采集识别工作联动。联网状态下，可以远程监控、查询系统运行状态，进行硬件参数、运行参数设置，诊断故障，进行日志更新等工作。附图4所示，车牌识别视频采集卡的工作流程图。车牌识别视频采集卡的工作过程可以概括为一、车牌信息采集。视频采集电路 (2)对监控区域来往车辆进行图像采集，采集的视频信号由符合视频接口(1 传输至采集卡板(1)处理。二、车牌视频信息处理。采集卡板(1)接收的车牌视频信号需经过模/数转换，将摄像机、摄像头、相机等拍摄的模拟信号，经A/D电路转换为数字信号；进行车牌视频、图像的帧图像处理，并从图像中挖掘出车牌信息，识别车牌信息；将车牌视频图像进行压缩编码，同时进行多路视频压缩，设置编码帧格式、图像质量、码率、色度、亮度、对比度等等；判别车辆运动情况，是否出现在禁止区域等；将上述处理信息传输给后台设备C3)。三、 后台设备处理。后台设备C3)将通过PCI总线接口(1 传输来的车牌信息数据进行存储， 根据实际需要进行车牌信息比对、查询工作，作出相应回馈，必要时进行报警提示。特别地，车牌识别视频采集卡由完整的SDK开发包以及DEMO程序，可以方便实现二次开发；车牌识别视频采集卡可以连接到多种监控系统中，如道路监控、车辆出入控制等系统中，兼容性、适应性强，满足多类用户具体应用需求。
权利要求1.一种车牌识别视频采集卡，其特征在于所述车牌识别视频采集卡由采集卡板和视频采集电路、后台设备组成，采集卡板通过复合视频接口与视频采集电路相连，采集卡板通过PCI总线接口与后台设备相连。
2.根据权利要求1所述的一种车牌识别视频采集卡，其特征在于所述的采集卡板包括固定板、视频处理电路、微处理器、固定端、前端接口、后端接口，所述固定板包括采集卡板电路板，所述视频处理电路、微处理器、固定端、前端接口、后端接口全部固定安装于固定板上。
3.根据权利要求1所述的一种车牌识别视频采集卡，其特征在于所述的视频采集电路为拍照装置、摄像装置，包括一台或多台相机、摄像机、摄像头等图像采集装置和设备。
4.根据权利要求1所述的一种车牌识别视频采集卡，其特征在于所述的后台设备为计算机、工控机等支持设备。
5.根据权利要求2所述的一种车牌识别视频采集卡，其特征在于所述的后端接口与后台设备主板上PCI插槽相连。
6.根据权利要求2所述的一种车牌识别视频采集卡，其特征在于所述的微处理器包括单板机、FPGA、CPLD, DSP、嵌入式微处理器。
7.根据权利要求2所述的一种车牌识别视频采集卡，其特征在于所述的前端接口是指复合视频接口，所述后端接口是指PCI总线接口。
8.根据权利要求1所述的一种车牌识别视频采集卡，其特征在于所述的采集卡板连接视频采集电路至少为1路。
专利摘要一种车牌识别视频采集卡，完全基于视频，无需外部触发。车牌识别视频采集卡由采集卡板和视频采集电路、后台设备组成，视频采集电路由图像、视频摄录装置构成，后台设备由一般计算机、工控机等组成；采集卡板通过复合视频接口与视频采集电路相连，采集卡板通过PCI总线接口与后台设备相连。所述的采集卡板包括固定板、视频处理电路、微处理器、固定端、前端接口、后端接口，所述固定板包括采集卡板电路板和加装的其他连接固定结构材料，所述视频处理电路、微处理器、固定端、前端接口、后端接口全部固定安装在固定板上。车牌识别视频采集卡可以完成全天候工作，多类别车牌识别，特别情况、场景车辆抓拍等工作，适应性和可推广性强。
文档编号G06K9/20GK202210291SQ20102057888
公开日2012年5月2日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者万定锐, 刘晓春, 周光明, 张进 申请人:北京海鑫智圣技术有限公司