車牌識別系統(tǒng)的原來及如何破解

車牌識別系統(tǒng)（VehicleLicensePlateRecognion，VLPR）是指能夠檢測到受監(jiān)控路面的車輛并自動提取車輛牌照信息（含漢字字符、英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字及號牌顏色）進行處理的技術(shù)。車牌識別是現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)中的重要組成部分之一，應(yīng)用十分廣泛。它以數(shù)字圖像處理、模式識別、計算機視覺等技術(shù)為基礎(chǔ)，對攝像機所拍攝的車輛圖像或者視頻序列進行分析，得到每一輛汽車唯一的車牌號碼，從而完成識別過程。通過一些后續(xù)處理手段可以實現(xiàn)停車場收費管理，交通流量控制指標(biāo)測量，車輛定位，汽車防盜，高速公路超速自動化監(jiān)管、闖紅燈電子警察、公路收費站等等功能。對于維護交通安全和城市治安，防止交通堵塞，實現(xiàn)交通自動化管理有著現(xiàn)實的意義。

車牌識別技術(shù)結(jié)合電子不停車收費系統(tǒng)（ETC）識別車輛，過往車輛通過道口時無須停車，即能夠?qū)崿F(xiàn)車輛身份自動識別、自動收費。在車場管理中，為提高出入口車輛通行效率，車牌識別針對無需收停車費的車輛（如月卡車、內(nèi)部免費通行車輛），建設(shè)無人值守的快速通道，免取卡、不停車的出入體驗，正改變出入停車場的管理模式。
1、圖像采集
根據(jù)車輛檢測方式的不同，圖像采集一般分為兩種，一種是靜態(tài)模式下的圖像采集，通過車輛觸發(fā)地感線圈、紅外或雷達(dá)等裝置，給相機一個觸發(fā)信號，相機在接收到觸發(fā)信號后會抓拍一張圖像，該方法的優(yōu)點是觸發(fā)率高，性能穩(wěn)定，缺點是需要切割地面鋪設(shè)線圈，施工量大；另一種是視頻模式下的圖像采集，外部不需要任何觸發(fā)信號，相機會實時地記錄視頻流圖像，該方法的優(yōu)點是施工方便，不需要切割地面鋪設(shè)線圈，也不需要安裝車檢器等零部件，但其缺點也十分顯著，由于算法的極限，該方案的觸發(fā)率與識別率較之外設(shè)觸發(fā)都要低一些。北京中全清茂科技發(fā)展有限公司經(jīng)過嚴(yán)格的算法優(yōu)化，這兩種圖像采集模式的識別率和穩(wěn)定性都位居行業(yè)前列。
2、預(yù)處理
由于圖像質(zhì)量容易受光照、天氣、相機位置等因素的影響，所以在識別車牌之前需要先對相機和圖像做一些預(yù)處理，以保證得到車牌最清晰的圖像。一般會根據(jù)對現(xiàn)場環(huán)境和已經(jīng)拍攝到的圖像的分析得出結(jié)論，實現(xiàn)相機的自動曝光處理、自動白平衡處理、自動逆光處理、自動過爆處理等，并對圖像進行噪聲過濾、對比度增強、圖像縮放等處理。去噪方法有均值濾波、中值濾波和高斯濾波等；增強對比度的方法有對比度線性拉伸、直方圖均衡和同態(tài)濾波器等；圖像縮放的主要方法有最近鄰插值法、雙線性插值法和立方卷積插值等。
3、車牌定位
從整個圖像中準(zhǔn)確地檢測出車牌區(qū)域，是車牌識別過程的一個重要步驟，如果定位失敗或定位不完整，會直接導(dǎo)致最終識別失敗。由于復(fù)雜的圖像背景，且要考慮不清晰車牌的定位，所以很容易把柵欄，廣告牌等噪聲當(dāng)成車牌，所以如何排除這些偽車牌也是車牌定位的一個難點。為了提高定位的準(zhǔn)確率和提高識別速度，一般的車牌識別系統(tǒng)都會設(shè)計一個外部接口，讓用戶自己根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境設(shè)置不同的識別區(qū)域。北京中全清茂科技發(fā)展有限公司車牌識別系統(tǒng)針對一些復(fù)雜背景（例如綠化帶、井蓋）的現(xiàn)場，可以進行設(shè)定識別區(qū)域的操作。
4、車牌校正
由于受拍攝角度、鏡頭等因素的影響，圖像中的車牌存在水平傾斜、垂直傾斜或梯形畸變等變形，這給后續(xù)的識別處理帶來了困難。如果在定位到車牌后先進行車牌校正處理，這樣做有利于去除車牌邊框等噪聲，更有利于字符識別。目前常用校正方法有：Hough變換法，通過檢測車牌上下、左右邊框直線來計算傾斜角度；旋轉(zhuǎn)投影法，通過按不同角度將圖像在水平軸上進行垂直投影，其投影值為0的點數(shù)之和最大時的角度即為垂直傾斜角度，水平角度的計算方法與其相似；主成分分析法，根據(jù)車牌背景與字符交界處的顏色具有固定搭配這一特征、求出顏色對特征點的主成分方向即為車牌的水平傾斜角度；方差最小法，根據(jù)字符在垂直方向投影點的坐標(biāo)方差最小導(dǎo)出垂直傾斜角的閉合表達(dá)式，從而確定垂直傾斜角度；透視變換，利用檢測到的車牌的四個頂點經(jīng)過相關(guān)矩陣變換后實現(xiàn)車牌的畸變校正。北京中全清茂科技發(fā)展有限公司時代針對大角度車牌識別仍有很高的識別率。
5、字符分割
定位出車牌區(qū)域后，由于并不知道車牌中總共有幾個字符、字符間的位置關(guān)系、每個字符的寬高等信息，所以，為了保證車牌類型匹配和字符識別正確，字符分割是必不可少的一步。字符分割的主要思路是，基于車牌的二值化結(jié)果或邊緣提取結(jié)果，利用字符的結(jié)構(gòu)特征、字符間的相似性、字符間間隔等信息，一方面把單個字符分別提取出來，也包括粘連和斷裂字符等特殊情況的處理；另一方面把寬、高相似的字符歸為一類從而去除車牌邊框以及一些小的噪聲。一般采用的算法有：連通域分析、投影分析，字符聚類和模板匹配等。污損車牌和光照不均造成的模糊車牌仍是字符分割算法所面對的挑戰(zhàn)，有待更好的算法出現(xiàn)并解決以上問題。
6、字符識別
對分割后的字符的灰度圖像進行歸一化處理，特征提取，然后經(jīng)過機器學(xué)習(xí)或與字符數(shù)據(jù)庫模板進行匹配，最后選取匹配度最高的結(jié)果作為識別結(jié)果。目前比較流行的字符識別算法有：模板匹配法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、支持向量機法和Adaboost分類法等。模板匹配法的優(yōu)點是識別速度快、方法簡單，缺點是對斷裂、污損等情況的處理有一些困難；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法學(xué)習(xí)能力強、適應(yīng)性強、分類能力強但比較耗時；支持向量機法對于未見過的測試樣本具有更好的識別能力且需要較少的訓(xùn)練樣本；Adaboost分類法能側(cè)重于比較重要的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，識別速度快、實時性較高。我國車牌由漢字、英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字3種字符組成，且具有統(tǒng)一的樣式，這也是識別過程的方便之處。但由于車牌很容易受外在環(huán)境的影響，出現(xiàn)模糊、斷裂、污損字符的情況，如何提高這類字符和易混淆字符的識別率，也是字符識別的難點之一。易混淆字符包括：0與D、0與Q、2與Z、8與B、5與S、6與G、4與A等。
7、車牌識別結(jié)果輸出
將車牌識別結(jié)果以文本格式輸出，包括車牌號，車牌顏色，車牌類型等。
如果你是一名職業(yè)或者業(yè)余的黑客，那么你完全沒有這方面的苦惱，黑進車牌識別系統(tǒng)跟點個外賣一樣簡單，只需要在網(wǎng)上點幾下就能在系統(tǒng)上輸入自己的車牌識別號碼和相關(guān)信息，然后你的車就能無條件的進出小區(qū)門口。這種方法雖然有一點的被捉風(fēng)險，但是不是特大事件被捉的黑客好像沒幾個甚至連身份都沒有查到。
再好的機器也會有“罷工”的時候，所以每一個科技產(chǎn)品都有應(yīng)對罷工的方案，而車牌識別這個產(chǎn)品的應(yīng)對方案就是配備一個遙控道閘的遙控器。也就是說在保安叔叔手中是有可以控制道閘開關(guān)的遙控器，只要你跟他的關(guān)系夠好每天免費給你開關(guān)門不是很簡單嗎？
套牌是最直接的方法，同時也是使用范圍最廣的方法，不但在小區(qū)吃得開而且在有車牌識別的地方都吃得開。但是這個方法是所有方法中風(fēng)險最大的，被警察叔叔捉到扣車、罰款和拘留，所以不到萬不得已千萬別用這種方法。