车牌识别方法、装置及系统与流程

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及车牌识别方法、装置及系统。

背景技术：

现如今，随着人们生活水平的不断提高，与日俱增的机动车给交通部门的监督与管理带来了严峻的挑战，智能交通系统显得尤其重要，而车牌作为车辆的身份标识，使得自动车牌识别(alpr)是智能交通系统中的关键技术，在车辆管理、违章监控等领域发挥着重要作用。主流的车牌识别程序主要分为车牌检测、车牌矫正、字符分割及字符识别四个阶段。

车牌识别系统的服务器通常需要具备较强的计算能力，来实现精准的车牌识别。识别能力较弱的服务器无法处理一些复杂的影像。但是对于一些停车场管理收费而言，现场的车牌识别设备若是采用计算能力较强的服务器进行车牌识别，会使得成本较高。因此需要提供一种既能够处理复杂影像的识别，又能够减少投入成本的车牌识别系统。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种车牌识别效果较好的车牌识别方法、装置及系统。

本发明提供一种车牌识别方法，包括如下步骤：

a)通过前端设备的成像单元对车牌进行成像；

b)对车牌影像进行前端影像识别，获得初始车牌信息；

c)计算初始车牌信息的置信度；

d)当所述置信度小于或等于预设值时，将车牌影像信息发送至远端运算设备；

e)所述远端运算设备根据所述车牌影像信息进行后端影像识别，获得校正车牌信息。

优选地，在步骤c后，当所述置信度大于预设值时，则将所述初始车牌信息发送至所述远端运算设备。

优选地，在步骤c中，计算置信度的方法为：计算车牌单个字符与字符模板的匹配程度，当其中一个字符的匹配度低于预设值时，取匹配度数值最低的字符的匹配度为所述置信度，字符的匹配度均大于预设值时，取字符匹配度的平均值为所述置信度。

优选地，在步骤e后，还包括将所述校正车牌信息反馈给所述前端设备的步骤。

本发明还提供一种车牌识别装置，包括：

成像单元，用于对车牌进行成像；

前端影像识别单元，用于对车牌影像进行前端影像识别，获得初始车牌信息；

置信度计算单元，用于计算初始车牌信息的置信度；和

通讯单元，用于当所述置信度小于或等于预设值时，将所述车牌影像信息发送至远端运算设备进行后端影像识别以获得校正车牌信息。

优选地，所述通讯单元还用于接收所述远端运算设备反馈的校正车牌信息。

优选地，当所述置信度大于预设值时，所述通讯单元将所述初始车牌信息发送至所述远端运算设备。

优选地，所述置信度计算单元计算置信度的方法为：计算车牌单个字符与字符模板的匹配程度，当其中一个字符的匹配度低于预设值时，取匹配度数值最低的字符的匹配度为所述置信度，符的匹配度均大于预设值时，取字符匹配度的平均值为所述置信度。

优选地，所述通讯单元为无线通讯单元。

本发明提供一种车牌识别系统，包括远端运算设备和上述的车牌识别装置，所述远端运算设备与所述车牌识别装置通讯连接，当所述置信度小于或等于预设值时，所述远端运算设备对从所述车牌识别装置接收到的车牌影像信息进行后端影像识别，获得校正车牌信息。

本发明提供的车牌识别方法、车牌识别装置及车牌识别系统能够较好的识别车牌信息。

附图说明

通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。

图1为本发明实施例提供的车牌识别系统的流程示意图。

图2为本发明实施例提供的车牌识别方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参考图1-2，本发明实施例提供一种车牌识别方法，包括如下步骤：

101、通过前端设备的成像单元11对车牌进行成像；可以是一次成像，也可以是多次成像。每次成像的角度不同，多次成像可为车牌识别提供更多的信息帮助进行更准确的影像识别。

102、前端影像识别单元12对车牌影像进行前端影像识别，获得初始车牌信息；若成像单元11是多次成像，则前端影像识别单元12会挑选角度较正，清晰度较好的车牌影像进行识别。前端影像识别单元12对车牌影像进行前端影像识别的步骤具体如下：

定位：前端影像识别单元12首先抓取车牌的4个角，确定车牌位置，然后由4个角为范围，去除非车牌区域。

倾斜度校正：对车牌区域进行差分垂直边缘检测，得到车牌区域的垂直边缘图，并利用otsu算法对垂直边缘图进行二值化，对图像进行旋转，旋转角度从-30°到+30°之间变化，每次角度增加0.1°，找到一个角度使得垂直边缘二值化图的水平投影宽度最小，此角度即为图像的倾斜角度；然后利用双线性插值法对车牌图像进行校正。

字符分割：采用模板法进行字符分割，首先利用边缘和颜色信息对倾斜矫正后的图像进行一次精定位，包括上下精定位和左右精定位，再对倾斜矫正后的图像利用bernsen局部二值化方法进行二值化，解决光照不均所造成的影响；根据先验知识制作车牌分割模板，按照倾斜校正后的车牌区域高度缩放模板；利用此模板在车牌区域上从左至右滑动并计算中间12个分割处的二值化垂直投影值之和，选取投影和最小的分割位置即字符左右边界得到字符。这用方法能有效的解决相连字符和破损字符的分割问题。

字符识别：将分割好的字符图像与字符库中的字符模板进行匹配。获得初始车牌信息。

103、置信度计算单元13计算初始车牌信息的置信度；前端影像识别单元12在识别车牌影像使时，置信度计算单元13会计算分割的字符与字符模板的匹配程度，当其中一个字符的匹配度低于预设值时，取匹配度数值最低的字符的匹配度表征置信度，字符的匹配度均大于预设值时，取字符匹配度的平均值表征置信度。

例如，匹配度的预设值为50％，此时有两个字符的匹配度低于50％，其中一个为40％，另一个为20％，则匹配度为20％用于表征置信度；若所有的字符的匹配度均大于50％时，计算所有字符匹配度的平均值，该匹配度平均值用于表征置信度。

104、当置信度小于或等于预设值时，通讯单元15将车牌影像信息发送至远端运算设备2；置信度小于或等于预设值，说明车牌识别算法计算出其识别的信度较低，也就是受到较多的干扰因素影响，识别的车牌信息不准确。此时将车牌影像信息发送至识别计算能力更强的远端运算设备2进行二次识别。此处所指的车牌影像信息包括车牌识别装置1已经进行处理后的车牌影像信息，和未进行处理的车牌影像信息。

105、远端运算设备2根据车牌影像信息进行后端影像识别，获得校正车牌信息。

远端运算设备2在接收到车牌影像信息时，还会向车牌识别装置1获取处理过后的各个字符与字符库的匹配度数值。远端运算设备2会对匹配度信息进行分析，远端运算设备2会设置有第一预设值和大于第一预设值的第二预设值。当字符的匹配度小于第一预设值时，说明其匹配度较低，识别效果很差；字符的匹配度大于第二预设值时，说明其匹配度较高，识别较准确。此时有以下几种可能性：

第一种：个别字符匹配度大于第二预设值。此时说明有些字符清晰，识别准确，有些字符受到干扰，无法准确识别。此时，远端运算设备2将在处理后的车牌影像信息上进行二次识别，不需要对原始车牌影像重新处理。与车牌识别装置1第一次识别不同的是，远端运算设备2第二次识别采用的是识别能力更强的人工神经网络法，对分割后的字符进行二次识别，得到更准确的车牌信息。

第二种：所有字符的匹配度均小于第二预设值。说明车牌影像整体都不够清晰或者角度不够正，此时远端运算设备2将对未处理过的原始车牌影像重新进行处理。

远端运算设备2中贮存有多种车牌定位、车牌校正和字符分割和字符字符识别的算法，例如车牌定位常用的差分法，车牌倾斜校正常用的hough变换法。远端运算设备2会根据字符匹配度来搭配各种算法以得到准确度较高的车牌信息。

106、通讯单元15将校正车牌信息反馈给前端设备的步骤。例如在停车场的应用中，当一辆车进入停车场，但是识别的初始车牌信息置信度较低，需要远端运算设备2进行二次识别，若远端运算设备2的校正后的车牌信息未反馈给前端设备，则会导致该汽车在出停车场的时候车牌信息不对应，造成信息混乱。

107、当置信度大于预设值时，则通讯单元15将初始车牌信息发送至远端运算设备2。远端运算设备2中具有数据库，当远端运算设备2校正车牌信息后，车牌信息将会存在数据库中，同时，车牌识别装置1识别出的初始车牌信息的置信度若大于预设值时，则说明其识别得到的车牌信息较准确，此时的初始车牌信息应当发送给远端运算设备2，贮存于数据库中。数据库可对识别后的车牌信息进行统计分析处理。

参考图1，本实施例还提供一种车牌识别系统，其车牌识别方法如上所述，此处不再赘述。车牌识别系统包括远端运算设备2和车牌识别装置1，远端运算设备2与车牌识别装置1通讯连接，远端运算设备2例如远端服务器可进行云端识别，能够对图像进行精确识别。远端运算设备2的运算能力要比车牌识别装置1的运算能力更强，因此能够对车牌识别装置1无法识别或者识别不准的车牌影像信息16进行识别。车牌识别装置1首先对车牌影像信息进行第一次识别，获得识别后的车牌信息，然后计算识别后车牌信息的置信度，当置信度小于或等于预设值时，远端运算设备2对从车牌识别装置1接收到的车牌影像信息进行后端影像识别的第二次识别，获得校正车牌信息。

本实施例的车牌识别系统具有远端运算设备2，当车牌识别装置1无法准确识别车牌影像信息的时候，提供二次识别，能够得到精准的车牌信息。同时，本实施例的车牌识别装置1本身能够对车牌影像信息进行识别。当车牌影像信息较容易识别的情况下，车牌识别装置1本身就能够识别，并不需要每次都进行二次识别，识别速度较快。

参考图1，本实施例的车牌识别装置1可以是设置在停车位附近或者停车场出入口的车位收费设备，或者是设置在路边的车辆违章检测设备等。本实施例的车牌识别装置1，包括：

用于对车牌进行成像的成像单元11、前端影像识别单元12、置信度计算单元13和通讯单元15。

成像单元11可以是模拟摄像机、网络摄像机、编码器等。本实施例的成像单元11可以是可移动的，成像单元11上设置有可检测距离的传感器，当车辆停靠在路边或停车场门口时，传感器首先检测车辆和成像单元11之间的距离，然后成像单元11调整其可伸缩的长度，使得检测车辆和成像单元11之间的距离在预设范围之内，此时成像单元11再对车牌进行图像信息获取，得到车牌影像信息。实现不同车辆得到的车牌影像中车牌位置较一致，能够帮助车牌识别装置1更容易更快速的识别车牌。本实施例中，成像单元11的成像次数可以为多次，为节省成本提高效率，最好成像次数为2次。

前端影像识别单元12用于对车牌影像进行前端影像识别，挑选成像效果较好的车牌影像进行第一次识别，获得初始车牌信息；置信度计算单元13用于计算初始车牌信息的置信度；当置信度小于或等于预设值时，通讯单元15将车牌影像信息发送至远端运算设备2进行后端影像信息识别，也就是车牌影像信息的第二次识别，以获得校正车牌信息。

在优选实施例中，通讯单元15为无线通讯单元15，例如4g模块、wifi模块等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。