自动号牌识别系统和发送车辆信息的方法与流程

文档序号:11964519阅读:301来源:国知局
自动号牌识别系统和发送车辆信息的方法与流程
自动号牌识别系统和发送车辆信息的方法本申请要求于2012年2月20日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0016946号韩国专利申请的权益,该申请的公开通过引用全部包含于此。技术领域本发明涉及一种自动号牌识别系统和通过千兆比特以太网网络发送车辆信息的方法。

背景技术:
用于读取运动中的、停放的和停止的车辆的车辆登记牌的自动号牌识别系统被用于检测非法停放的车辆、被盗的车辆、未付停车费的车辆和未上保险的车辆。图9是示出传统的自动号牌识别系统的示意框图。参照图9,在传统的自动号牌识别系统中,相机20获得车辆图像并将该图像发送到号牌识别装置30。相机20在执行图像信号处理后或在未执行图像信号处理的情况下,将捕捉的车辆图像以图像传感器的原始信号(BayerRGB)格式发送到号牌识别装置30。号牌识别装置30接收车辆图像,从车辆图像识别车辆登记号码,并将车辆登记号码发送到控制服务器40。即,在传统的自动号牌识别系统中,保持捕捉的图像的像素数量以将捕捉的图像发送到号牌识别装置30,号牌识别装置30提取号牌区域以识别字符。然而,根据该方法,像素数量的增加引起传输带宽的增加,由于该技术限制,增加了成本。

技术实现要素:
本发明提供一种能够减少由于同时监视多个车辆而增加的图像分辨率和传输带宽的负担的号牌识别系统。本发明还提供用于在千兆比特以太网网络中的车辆号码识别的图像捕捉装置。所述装置包括:图像处理单元,被构造为获得进入检测区域的车辆的图像;号牌检测单元,被构造为从车辆图像提取号牌图像;号码识别单元,被构造为从号牌图像的图像信息识别车辆号码;发送选择单元,被构造为选择并输出车辆图像、号牌图像和车辆号码中的至少一个,以在千兆比特以太网的宽带内发送车辆信息。所述装置还可包括串行通信单元,被构造为通过串行通信,从连接到千兆比特以太网网络的外部装置接收用于控制车辆图像、号牌图像和车辆号码的选择的控制信号,并将控制信号输出到发送选择单元。串行通信单元可通过串行通信将从号码识别单元输出的车辆号码输出到千兆比特以太网网络。可根据网络状态或车辆信息的丢失率来设置控制信号。所述装置还可包括千兆比特传输单元,被构造为通过千兆比特以太网,从连接到千兆比特以太网网络的外部装置接收用于控制车辆图像、号牌图像和车辆号码的选择的控制信号,并将控制信号输出到发送选择单元。千兆比特传输单元可通过千兆比特以太网发送根据控制信号选择性地输出的车辆图像、号牌图像和车辆号码。可根据网络状态或车辆信息的丢失率来设置控制信号。输出的车辆图像可以是以确定的帧率捕捉的多个帧图像之一。根据本发明的另一方面,提供一种在千兆比特以太网网络中的自动号牌识别系统,包括:相机,被构造为选择性地发送从车辆获得的车辆图像、从车辆图像提取的号牌图像和从号牌图像的图像信息识别的车辆号码中的至少一个,以在千兆比特以太网的带宽内发送关于进入检测区域的车辆的车辆信息;车辆信息接收装置,被构造为将用于控制车辆图像、号牌图像和车辆号码的选择的选择信号发送到相机,并从相机接收车辆图像、号牌图像和车辆号码中的至少一个。所述车辆信息接收装置可以是控制服务器或用户终端。所述系统还可包括备份装置,被构造为备份以确定的帧率获得的多个帧的车辆图像或者所述多个帧的车辆图像之一。可根据网络状态或车辆信息的丢失率来设置控制信号。根据本发明的另一方面,提供一种通过相机将车辆信息发送到千兆比特以太网网络的方法,所述方法包括:获得进入检测区域的车辆的图像;从车辆图像提取号牌图像;从号牌图像的图像信息识别车辆号码;选择并输出车辆图像、号牌图像和车辆号码中的至少一个,以在千兆比特以太网的带宽内发送车辆信息。所述方法还可包括通过串行通信将车辆号码发送到千兆比特以太网网络。所述方法还可包括接收用于控制车辆图像、号牌图像和车辆号码的选择的控制信号。可根据网络状态或车辆信息的丢失率来设置控制信号。车辆图像、号牌图像和车辆号码可被直接发送到连接到网络的控制服务器或用户终端。输出的车辆图像可以是以确定的帧率捕捉的多个帧图像之一。所述方法还可包括备份以确定的帧率获得的多个帧的车辆图像或者所述多个帧的车辆图像之一。附图说明通过参照附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述,本发明的上述以及其它特点和优点将变得更加清楚,在附图中:图1是示出根据本发明的实施例的自动号牌识别系统的示意框图;图2A和图2B是示出根据本发明的实施例的自动号牌识别系统的示例性应用的框图;图3是示出根据本发明的实施例的ANPR相机的内部构造的示意框图;图4是示出根据本发明的实施例的由ANPR相机获得的车辆信息的框图;图5和图6是示出根据本发明的实施例的ANPR相机的发送选择单元的操作的框图;图7是示出根据本发明的实施例的连接到网络的装置中的数据流的示图;图8是示出根据本发明的实施例的自动号牌识别系统的相机通过千兆比特传输将车辆信息发送到外部装置的方法的流程图;图9是示出传统的号牌识别系统的示意框图。具体实施方式在下文中,将参照附图详细描述本公开的实施例。相同的标号始终表示相同的元件。为了避免不必要地模糊本发明的重点,将省略对公知的功能或配置的详细描述。这里使用的术语不是为了限制本发明而是为了描述本实施例。除非另外指明,否则单数形式的术语可包括复数形式。“包括”和“包含”的含义指明性质、区域、固定数字、步骤、处理、元件和/或组件而不排除其它性质、区域、固定数字、步骤、处理、元件和/或组件。除非另外限定,否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例实施例所属的技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解,除非这里明确地定义,否则术语(诸如在常用的字典中定义的那些术语)应该被解释为具有与在现有技术的上下文中的含义一致的含义,并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。如这里所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项的任何组合和所有组合。当诸如“…中的至少一个”的表达在一列元件后时,其修饰整列元件而不是修饰该列元件中的单个元件。图1是示出根据本发明的实施例的自动号牌识别系统(ANPR)1的示意框图。图2A和图2B是示出根据本发明的实施例的自动号牌识别系统的示例性应用的框图。参照图1,基于千兆比特以太网的ANPR系统1可包括ANPR相机2、控制服务器3、备份装置4和用户终端5。自动号牌识别系统1识别运动中的、停放的或停止的车辆的车辆登记号码以检测超速车辆、车辆事故、非法停止或停放的车辆、被盗的车辆、未付停车费的车辆和未上保险的车辆。ANPR相机2、控制服务器3、备份装置4和用户终端5可基于千兆以太网视觉(GigEVision)访问网络以发送/接收信息。这里,所述网络是千兆比特以太网网络,包括局域网(LAN)和互联网。千兆以太网视觉是机器视觉相机接口的标准,千兆以太网视觉的硬件基于千兆以太网。因此,在下文中,千兆以太网视觉和千兆比特以太网可被互换使用。在发送高分辨率图像的情况下,可使用以下示出的表1的传输解决方法。基本上,在网络中,以太网的速度大约为10Mbps或100Mbps,SD-SDI的速度大约为360Mbps。相反,基于千兆比特以太网的千兆以太网视觉提供以大约1000Mbps或1Gbps的最大速度通过网络传输图像数据的环境。HD-SDI、双链路HD-SDI和3G-SDI分别具有1.485Gbps、2.970Gbps和2.970Gbps的速度。然而,由于增加的带宽,应该使用高价的同轴电缆。另外,数据传输受电缆的弯曲或受压的状态的影响,因此,安装电缆困难并且昂贵。因此,使用千兆以太网视觉传输解决方法可减少系统成本并提高使用的便利性。【表1】类型带宽以太网100MbpsSD-SDI360Mbps千兆以太网视觉1GbpsHD-SDI1.485Gbps双链路HD-SDI2.970Gbps3G-SDI2.970GbpsANPR相机2是固定并安装在监视区域(诸如道路或停车场)以获得关于进入监视区域的车辆的信息的图像捕捉装置。车辆信息可包括车辆图像、车辆登记牌图像和车辆登记号码。多个ANPR相机2被分布在监视区域的特定位置并被连接到网络。每个ANPR相机2具有同时捕捉多个进入监视区域的车辆的图像的视角和分辨率。ANPR相机2可基于千兆以太网视觉发送/接收数据。在ANPR相机2被安装在道路上以监视单个车道上的车辆的情况下,考虑到车辆登记牌识别率,车辆图像的需要的分辨率(像素数量)大约是2百万像素。在2百万像素图像的情况下,如下表2所示,因为数据宽带大约是960Mbps,所以可基于以太网视觉发送图像。然而,在ANPR相机2监视两个车道的情况下,车辆图像的需要的分辨率大约是5百万像素。在5百万像素图像的情况下,因为数据带宽大约是1200Mbps或2400Mbps,所以不能基于千兆以太网视觉发送图像。即,随着监视的车道的数量的增加,需要的图像分辨率和数据传输带宽的负担也增加。【表2】因此,根据本发明的实施例,ANPR相机2不通过网络将以确定帧率获得的所有帧的车辆图像发送到外部,但是ANPR相机2检测车辆登记牌图像,并从车辆图像获得登记号码以发送车辆登记牌图像和/或登记号码,或选择性地发送车辆图像、车辆登记牌图像和登记号码中的至少一个,从而基于千兆以太网视觉通过千兆比特以太网网络,通过减少由于同时监视多个车辆而增加的图像分辨率和传输带宽的负担,来发送车辆信息。这里,ANPR相机2可通过发送一个或多个帧的车辆图像而不发送所有帧的车辆图像来减小传输带宽。ANPR相机2连续捕捉检测区域的图像以获得通过检测区域的车辆的图像,从车辆图像检测车辆登记牌图像,并基于车辆登记牌图像的图像信息识别车辆登记号码。可根据外部设置,选择性地将车辆图像、车辆登记牌图像和车辆登记号码作为车辆信息被发送到控制服务器3和用户终端5。图2A和2B分别是示例性示出ANPR相机2固定并安装在具有n个车道的道路10以同时捕捉进入车道的检测区域13的多个车辆的图像的俯视图和侧视图。ANPR相机2固定在杆11并连续捕捉检测区域13的图像以检测通过道路10的车辆并获得车辆图像、车辆登记牌图像和车辆登记号码。尽管图2A示出两个车道,但本发明不限于此,因此可应用于具有多于两个车道的道路。控制服务器3可连接到网络以执行与ANPR相机2的串行通信和/或基于千兆以太网视觉的通信。控制服务器3可将控制信号发送到连接到网络的多个ANPR相机2,并可从多个ANPR相机2接收车辆信息。控制服务器3可改变或选择将在确定周期被发送的车辆信息,或可考虑网络状态和车辆信息丢失率来选择车辆信息。控制服务器3连续测量当前网络的可用带宽。控制服务器3可根据外部设置基于可用带宽测量的结果来选择最佳有效的车辆信息(车辆图像、车辆登记牌图像、车辆登记号码)以将控制信号发送到ANPR2相机2。或者,在没有外部设置的情况下,控制服务器3自身可基于可用带宽测量的结果来选择最佳有效的车辆信息,以将控制信号发送到ANPR相机2,。此外,即使在ANPR相机2被设置为发送具有最大的尺寸的车辆图像的情况下,控制服务器3也可有效管理将被发送的车辆信息的选择,直到可用带宽的余量是安全的。在用于发送车辆图像的设置环境中,控制服务器3可计算在特定时间段接收的车辆信息的丢失率,并且如果根据计算的结果,丢失率大于参考值,则控制服务器3可将控制信号发送到ANPR相机2,从而发送车辆登记牌图像和车辆登记号码中的至少一个。控制服务器3可在特定时间段过去之后,再次请求ANPR相机2发送车辆图像。备份装置4记录并重现图像以存储和管理大量的长期/高分辨率数据。备份装置4从ANPR相机2接收车辆图像并备份车辆图像。备份装置4备份车辆图像为用作证据材料做准备或为网络故障或控制服务器3的故障做准备。备份装置4可包括数字视频录像机(DVR)和网络视频录像机(NVR)。用户终端5可以连接到网络以执行与ANPR相机2的串行通信和/或基于千兆以太网视觉的通信。用户终端5包括通过LAN连接在大约100m的范围内的短距离终端和通过互联网连接的长距离终端,并可包括移动电话和个人计算机(PC)。用户终端5可通过千兆以太网视觉的传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)与ANPR相机2通信,以接收车辆信息。用户终端5还可与控制服务器3通信,以检索并接收存储在控制服务器3中的车辆信息。图3是示出根据本发明的实施例的ANPR相机2的内部构造的示意框图。图4是示出根据本发明的实施例的由ANPR相机2获得的车辆信息的示图。图5和图6是示出根据本发明的实施例的ANPR相机2的发送选择单元26的操作的示图。参照图3,ANPR相机2可包括图像传感器21、图像处理单元22、号牌检测单元23、号码识别单元24、串行通信单元25、发送选择单元26和千兆比特通信单元27。图像传感器21包括图像捕捉装置,诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(COMS)装置。图像传感器21捕捉进入检测区域的车辆的图像。图像处理单元22处理并校正来自图像传感器21的图像信号,以获得如图4(a)所示的车辆图像。图像校正方法并不具体受限于本发明的实施例,可使用各种传统的方法,诸如通过比较邻近像素来提高分辨率的插值法以及通过融合多幅低分辨率图像来提高分辨率的超分辨率法。图像处理单元22根据帧率来获得几个或几十个帧图像。图像处理单元22可将多个获得的帧图像存储在备份装置4中。图像处理单元22可将多个帧图像中的一个作为车辆图像①输出到发送选择单元26。这里,车辆图像①可以是指示车辆进入检测区域的外部触发被输入的时间点的单个帧图像。号牌检测单元23从多个帧图像提取号牌区域,以获得如图4(b)所示的号牌图像②。用于检测号牌区域的算法不被具体限制,因此可使用各种已知的技术。例如,可使用对输入的帧图像使用垂直滤波器然后使用X轴和Y轴的投影的算法。号牌检测单元23可将号牌图像②输出到发送选择单元26。号码识别单元24基于号牌图像的图像信息来分析号牌,以识别号牌上的字符和数字,即,车辆登记号码③。号码识别单元24可将车辆登记号码③输出到发送选择单元26和/或串行通信单元25。图像处理单元22、号牌检测单元23和号码识别单元24可通过使用DSP处理器、FPGA或ASIC来实现,并可与图像传感器21集成或可与图像传感器21分离。例如,参照图2A和图2B,包括图像传感器21的光学单元可被设置在杆11的上部,用于处理来自图像传感器21的图像信号的处理器可被设置在杆11的一侧。在ANPR相机2以及控制服务器3或用户终端5被连接到LAN的情况下,串行通信单元25将ANPR相机2与控制服务器3或用户终端5连接。串行通信单元25可在不进行附加的设置过程的情况下,通过串行通信来将从号码识别单元24输出的车辆登记号码③连续输出到控制服务器3或用户终端5。串行通信单元25可接收用于选择来自控制服务器3或用户终端5的车辆信息的控制信号。发送选择单元26可根据控制信号选择性地输出分别从图像处理单元22、号牌检测单元23和号码识别单元24输出的车辆图像①、号牌图像②和车辆登记号码③中的所有或至少一个。如图5所示,发送选择单元26可经由串行通信单元25,通过串行通信从控制服务器3或用户终端5接收控制信号S1。控制信号S1是用于选择从ANPR相机2输出的车辆信息的外部设置信号。发送选择单元26可接收车辆图像①、号牌图像②和车辆登记号码③,并可根据控制信号S1选择性地输出车辆图像①、号牌图像②和车辆登记号码③中的至少一个。如图6所示,发送选择单元26可经由千兆比特通信单元27,通过千兆以太网视觉的TCP/IP通信从控制服务器3或用户终端5接收控制信号S2。控制信号S2是用于选择从ANPR相机2输出的车辆信息的外部设置信号。发送选择单元26可接收车辆图像①、号牌图像②和车辆登记号码③,并可根据控制信号S2选择性地输出车辆图像①、号牌图像②和车辆登记号码③中的至少一个。千兆比特通信单元27根据千兆以太网视觉的协议将从发送选择单元26输入的车辆图像①、号牌图像②和车辆登记号码③发送到控制服务器3或用户终端。根据本发明的实施例,ANPR相机2选择性地将每个车辆的车辆图像①、号牌图像②和车辆登记号码③中的至少一个发送到控制服务器3或用户终端5,从而,可在千兆以太网视觉的大约1Gbps的带宽范围中发送多个车辆信息。图7是示出根据本发明的实施例的连接到网络的装置中的数据流的示图。参照图7,ANPR相机2通过串行通信或千兆以太网视觉的TCP/TP通信接收来自控制服务器3或用户终端5的控制信号S1或控制信号S2。ANPR相机2可根据控制信号S1或控制信号S2选择性地将车辆图像①、号牌图像②和车辆登记号码③中的至少一个输出到控制服务器3。ANPR相机2将车辆图像①输出到备份装置4以对车辆图像①进行备份。ANPR相机2可将单个帧的车辆图像①输出到备份装置4或可将所有帧的车辆图像①输出到备份装置4。图8是示出根据本发明的实施例的自动号牌识别系统的相机通过千兆比特以太网网络将车辆信息发送到外部装置的方法的流程图。外部装置是控制服务器3或用户终端5。参照图8,在操作S81,ANPR相机2获得进入检测区域的车辆的图像。在操作S83,ANPR相机2从车辆图像检测号牌图像。在操作S85,ANPR相机2从号牌图像的图像信息识别车辆登记号码。在操作S87,ANPR相机2选择性地输出辆图像、号牌图像和车辆登记号码中的至少一个。ANPR相机2从控制服务器3或用户终端5接收控制信号,并在根据控制信号设置的条件下,选择性地输出车辆图像、号牌图像和车辆登记号码中的至少一个。控制服务器3可将控制信号发送到ANPR相机2,从而考虑网络状态或车辆信息的丢失率来选择车辆图像、号牌图像和车辆登记号码中的至少一个。在操作S89,ANPR相机2可基于千兆以太网视觉,将选择的车辆图像、号牌图像和车辆登记号码发送到控制服务器3或用户终端5。还可通过串行通信将车辆登记号码发送到控制服务器3或用户终端5。发送的车辆图像可以是以特定帧率捕捉的多个帧图像中的一个。ANPR相机2可仅将号牌图像和/或车辆登记号码发送到控制服务器3或用户终端5,并可根据控制信号的外部设置,仅当控制服务器3或用户终端5要求车辆图像时,发送车辆图像。ANPR相机2可根据控制信号的外部设置,将响应于在车辆进入时的外部触发信号而捕捉的单帧车辆图像、号牌图像和/或车辆识别号码发送到控制服务器3或用户终端5。因此,可在千兆以太网视觉的带宽内发送一个或多个车辆的车辆信息。可在备份装置4中备份以特定帧率捕捉的多个帧图像中的所有或一个。在由于网络通信故障而未接收到车辆信息的情况下,当网络正常恢复时,控制服务器3或用户终端5可请求ANPR相机2重新发送车辆信息。此外,在由于网络通信故障而未接收到车辆信息的情况下,控制服务器3或用户终端5可通过串行通信将控制信号发送到ANPR相机2,并可通过串行通信从ANPR相机2接收车辆登记号码。根据本发明的实施例,在相机中执行从捕捉的图像提取号牌区域以及识别车辆登记号码的算法。因此,因为号牌图像和/或车辆登记号码可被发送到控制服务器,而不是发送车辆图像,所以显著减小传输带宽并减少了用于确保传输解决方法的高价硬件和软件的成本。此外,因为不要求附加的号码识别装置,因此可减少号码识别装置中的CPU使用。根据本发明,从相机中的高分辨率图像提取号牌区域图像和/或车辆登记号码,并将号牌区域图像和/或车辆登记号码发送到网络,从而减少了由于传输高分辨率图像的带宽的负担。此外,因为不需要附加的号码识别装置,所以可降低系统的成本。尽管已经参照本发明的示例性实施例具体显示和描述了本发明,但本领域的普通技术人员将理解,在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节上的各种改变。
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