反遮挡和涂改的车牌识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了反遮挡和涂改的车牌识别系统及方法，在进行车牌识别时，分别进行缺漏和残缺的判断，对缺漏字符输出其数量和位置，对残缺字符给出可能的字符，并根据可能性大小进行排列，并启动车型识别子模块和车颜色识别子模块，根据上述信息，从外部数据库中提取与上述信息最为匹配的车牌号信息，将获取的各可能车牌号输出，该方法针对完全遮改和部分遮改的字符均进行判断和处理，提高了车牌识别的准确率；在图像采集模块中设置可见光主动光源、可见光摄像机、近红外主动光源以及近红外摄像机，获取主被动成像时能获取清晰度、准确度更高的图像，尤其是高亮显示的车牌号区域，为提高车牌识别的准确率提供优质图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通领域，具体涉及反遮挡和涂改的车牌识别系统及方法。
技术介绍
车牌是车辆特定的编号，具有字符排列特征，车牌颜色以及车牌字符颜色、内容、位置蕴含有所属车辆的信息，该信息包括所属车辆的类型、以及所属省、市、县等信息，通过车牌可锁定该车辆的主人。车牌识别可应用于停车场收费管理、交通流量测量、车辆定位、超速自动化监测、公路收费站等场合。生活中出现有大量假牌、伪牌、套牌的现象，影响车主的利益，而现有车牌识别系统和方法通常仅能判断出车牌字符不全，可能存在假牌、伪牌和套牌的现象，但不能进一步缩小车牌字符的范围，给出该车牌可能的车牌号，导致车牌识别的准确度低，不完全能适用于停车场收费管理、交通流量测量、车辆定位、超速自动化监测、公路收费站等场合。
技术实现思路
本专利技术提供反遮挡和涂改的车牌识别系统及方法，解决车牌识别准确率低的问题。本专利技术通过以下技术方案解决上述问题：反遮挡和涂改的车牌识别系统，与现有技术相同的是，包括车辆检测模块、图像采集模块和控制器模块，车辆检测模块的输出端与图像采集模块的输入端相连，图像采集模块的输出端与控制器模块相连，与现有技术不同的是，所述控制器模块包括车牌识别子模块、车型识别子模块和车颜色识别子模块；所述车牌识别子模块由字符分割单元、判断单元、筛选单元、排序单元和输出单元组成；字符分割单元的输入端与图像采集模块的输出端相连，字符分割单元的输出端与判断单元的输入端相连；判断单元的一路输出端与筛选单元的输入端相连，判断单元的另一路输出端与输出单元的一路输入端相连；筛选单元的输出端与排序单元的输入端相连；排序单元的一路输出端与车型识别子模块的控制端相连，排序单元的另一路输出端与车颜色识别子模块的控制端相连，排序单元的再一路输出端与输 出端单元的另一路输入端相连；车型识别子模块的输出端与输出单元的再一路输入端相连；车颜色识别子模块的输出端与输出单元的又一路输入端相连；输出单元还与外部数据库相连；车型识别子模块和车颜色识别子模块分别与图像信息采集模块的输出端相连。进一步地，所述车辆检测模块为视频检测器。进一步地，所述图像信息采集系统包括近红外摄像机、近红外主动光源、可见光摄像机以及可见光主动光源；近红外摄像机与可见光摄像机水平或垂直连接安装，近红外主动光源与近红外摄像机水平或垂直安装，可见光摄像机和可见光主动光源水平或垂直安装；白天有车辆经过时，近红外主动光源启动，近红外摄像机工作在主动成像状态，可见光主动光源关闭，可见光摄像机工作在被动成像状态；晚上有车辆经过时，近红外主动光源和近红外摄像机均关闭，可见光主动光源工作，可见光摄像机工作在主动成像状态。进一步地，图像信息采集系统输出图像至字符分割单元，字符分割单元将图像中车牌部分中的字符进行分割，将分割内容输入至判断单元；判断单元首先判断字符数量是否符合国家规定，如有缺漏，说明车牌中有字符完全被遮改，将完全被遮改的字符的数量和位置输入至输出单元，如无缺漏，则判断剩余字符是否存在残缺，如无残缺，则将无残缺的字符输入至输出单元，如有残缺，则将残缺字符的数量、位置和笔画走向输入至筛选单元；筛选单元根据残缺字符的笔画走向预测所有可能的字符，并将字符输入至排序单元；排序单元对预测字符进行可能性大小排序，将按可能性大小进行排序的预测字符输入至输出单元，同时启动车型识别子模块和车颜色识别子模块；车型识别子模块识别出本车辆的车型，将车型结果输入至输出单元；车颜色识别子模块识别出车辆的颜色，将车颜色输入至输出单元；输出单元根据完全被遮改的字符所在的位置、识别出的无残缺字符及其所在位置、残缺字符的各预测字符及位置、车辆的车型以及颜色，从外部数据库中提取与上述信息车辆信息完全相关的车牌号，与上述车牌号进行比对、校验，输出最可能的车牌号。进一步地，所述车型识别模块的识别步骤为：1)对图像进行分割和预处理，将图像裁剪并规范，再进行边缘检测和形态学操作；2)对形态学操作后的图像进行形状和纹理特征提取，由区域像素数、均值、标准差、三阶矩、熵组成5维特征向量，进行HOG特征提取；将训练样本中所有图像的HOG特征向量构成矩阵，进行PCA降维，降维后的维数结合上述5维，形成新特征向量，运用LDA算法计算其类内散布 矩阵Sw和类间散布矩阵Sb，取矩阵Sw-1Sb的前4个特征向量作为LDA特征子空间的投影矩阵；3)确定参数组合，采用径向基核函数，构造三个一对一分类器，并构造有向无环图，通过决策有向无环图的方法进行车型分类。进一步地，所述车颜色识别模块的识别步骤为：1)确定网络中的参数为：输入层结点个数、输出层结点的个数、初始权值、阈值、隐含层层数、各隐含层结点个数、学习率、误差函数类型和激励函数类型；2)输入层节点个数为3；输出层节点个数为9，；网络中激励函数为Sigmoid型作用函数；误差函数为平方和误差函数；初始权值为-1到1之间的不同的小随机数；阈值由用户给出；隐含层层数为1；各隐层结点个数为5；根据误差变化的趋势动态改变学习率,为自适应改变学习率；3)根据时刻以前的梯度方向以及当前的梯度下降方向进行连接权校正。进一步地，步骤2)所述的自适应改变学习率的方法为：设置初始学习率，若一次迭代后误差增加，则将学习率乘以一个小于1的常数，若一次迭代后误差减少，则将学习系数乘以一个大于1的常数。本专利技术的优点与效果是：1、在进行车牌识别时，分别进行缺漏和残缺的判断，对缺漏字符输出其数量和位置，对残缺字符给出可能的字符，并根据可能性大小进行排列，并启动车型识别子模块和车颜色识别子模块，根据上述信息，从外部数据库中提取与上述信息最为匹配的车牌号信息，将获取的各可能车牌号输出；该方法针对完全遮改和部分遮改的字符均进行判断和处理，提高了车牌识别的准确率；2、在图像采集模块中设置可见光主动光源、可见光摄像机、近红外主动光源以及近红外摄像机，近红外摄像机与可见光摄像机水平或垂直连接安装，近红外主动光源与近红外摄像机水平或垂直安装，可见光摄像机和可见光主动光源水平或垂直安装，获取主被动成像时能获取清晰度、准确度更高的图像，尤其是高亮显示的车牌号区域，为提高车牌识别的准确率提供优质图像。附图说明图1为本专利技术结构原理框图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。反遮挡和涂改的车牌识别系统，与现有技术相同的是，均包括车辆检测模块、图像采集模块和控制器模块，车辆检测模块的输出端与图像采集模块的输入端相连，图像采集模块的输出端与控制器模块相连，与现有技术不同是，在各模块均进行了相应的改进。车辆检测模块采用电测感应线圈、超声波、激光、动态称重和视频图像中的一种或一种以上，用于检测是否有车辆通行，检测结果灵敏，才会避免发生误判，才能避免图像采集模块误启动。电磁感应线圈检测车辆的方法为：在公路下铺设电磁感应线圈，通以高频电流，当车辆通过时，车辆所含的金属在电磁感应线圈内产生涡流，使得电磁感应线圈电感量减小，从而获得交通流量信号。上述检测车辆的方法，用于检测交通流量、占有率等交通参数时准确率较高,其优点在于成本低、不受气候影响，缺点在于可移动性差、容易受到损坏、寿命短。超声波检测车辆的方法为：由超声波发生器发射高频波，由运动车辆以变化的频率返回,通过换能器记录下本文档来自技高网...

【技术保护点】
反遮挡和涂改的车牌识别系统，包括车辆检测模块、图像采集模块和控制器模块，车辆检测模块的输出端与图像采集模块的输入端相连，图像采集模块的输出端与控制器模块相连，其特征在于：所述控制器模块包括车牌识别子模块、车型识别子模块和车颜色识别子模块；所述车牌识别子模块由字符分割单元、判断单元、筛选单元、排序单元和输出单元组成；字符分割单元的输入端与图像采集模块的输出端相连，字符分割单元的输出端与判断单元的输入端相连；判断单元的一路输出端与筛选单元的输入端相连，判断单元的另一路输出端与输出单元的一路输入端相连；筛选单元的输出端与排序单元的输入端相连；排序单元的一路输出端与车型识别子模块的控制端相连，排序单元的另一路输出端与车颜色识别子模块的控制端相连，排序单元的再一路输出端与输出端单元的另一路输入端相连；车型识别子模块的输出端与输出单元的再一路输入端相连；车颜色识别子模块的输出端与输出单元的又一路输入端相连；输出单元还与外部数据库相连；车型识别子模块和车颜色识别子模块分别与图像信息采集模块的输出端相连。

【技术特征摘要】
1.反遮挡和涂改的车牌识别系统，包括车辆检测模块、图像采集模块和控制器模块，车辆检测模块的输出端与图像采集模块的输入端相连，图像采集模块的输出端与控制器模块相连，其特征在于：所述控制器模块包括车牌识别子模块、车型识别子模块和车颜色识别子模块；所述车牌识别子模块由字符分割单元、判断单元、筛选单元、排序单元和输出单元组成；字符分割单元的输入端与图像采集模块的输出端相连，字符分割单元的输出端与判断单元的输入端相连；判断单元的一路输出端与筛选单元的输入端相连，判断单元的另一路输出端与输出单元的一路输入端相连；筛选单元的输出端与排序单元的输入端相连；排序单元的一路输出端与车型识别子模块的控制端相连，排序单元的另一路输出端与车颜色识别子模块的控制端相连，排序单元的再一路输出端与输出端单元的另一路输入端相连；车型识别子模块的输出端与输出单元的再一路输入端相连；车颜色识别子模块的输出端与输出单元的又一路输入端相连；输出单元还与外部数据库相连；车型识别子模块和车颜色识别子模块分别与图像信息采集模块的输出端相连。2.根据权利要求1所述的反遮挡和涂改的车牌识别系统，其特征在于：所述车辆检测模块为视频检测器。3.根据权利要求1所述的反遮挡和涂改的车牌识别系统，其特征在于：所述图像信息采集系统包括近红外摄像机、近红外主动光源、可见光摄像机以及可见光主动光源；近红外摄像机与可见光摄像机水平或垂直连接安装，近红外主动光源与近红外摄像机水平或垂直安装，可见光摄像机和可见光主动光源水平或垂直安装；白天有车辆经过时，近红外主动光源启动，近红外摄像机工作在主动成像状态，可见光主动光源关闭，可见光摄像机工作在被动成像状态；晚上有车辆经过时，近红外主动光源和近红外摄像机均关闭，可见光主动光源工作，可见光摄像机工作在主动成像状态。4.基于权利要求1-3中任意一项所述的反遮挡和涂改的车牌识别系
\t统的识别方法，其特征在于，通过以下方式实现：图像信息采集系统输出图像至字符分割单元，字符分割单元将图像中车牌部分中的字符进行分割，将分割内容输入至判断单元；判断单元首先判断字符数量是否符合国家规定，如有缺漏，说明车牌中有字符完全被遮改，将完全被遮改的字符的数量和位置输入至输出单元，如无缺漏，则判断剩余字符是否存在残缺，如无残缺，则将无残缺的字符输入至输出单元，如有残缺，则将残缺字符的数量、位置和笔...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦国柱，
申请(专利权)人：桂林金铱星科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45