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車牌識別軟件系統常見的觸發方式
車牌識別軟件產品所采用的觸發機制不同,導致其特性不同,性能的側重點也不同,甚至產品價格也會有所不同,沒有哪一種觸發機制或方式可以滿足所有類型的需求,因此用戶需要針對自身系統功能的需要來選擇采用合適的觸發方式的車牌識別軟件產品,同時提出對于該產品的不同的評價要求。 
所有的車牌識別軟件產品從本質上來說都有一個相同的流程:
 
       圖像獲取→車牌定位→字符分割→字符識別→車牌號后處理 

       車牌識別系統中的觸發機制就是為了解決“圖像采集”環節的方法。從觸發方式的原理上來分,車牌識別軟件產品的觸發方式分為二種方式,一為外部觸發式(地感、紅外),二為自觸發方式(視頻觸發)。 

一、       外部觸發式 

       所謂車牌識別軟件的外部觸發方式,是指車牌識別軟件接愛外界觸發信號,由外界觸發信號,由外界觸發信號控制進行圖像的采集,可以從視頻流中截取,因為在很多系統中,完成車牌識別功能的同時也要求提供動態視頻信號。 

       但對于前面所提到的“外界觸發信號”來說,便著多種多樣的的信號來源,如觸發線圈(車輛感應器)提供觸發信號、紅外對射傳感器提供觸發信號、稱重設備提供觸發信號、其它傳感器提供觸發信號、通信接口提供觸發信號等。無論外部觸發信號的來源如何,對于車牌識別軟件來說都是采用同樣的“外觸發”方式,它所完成的工作僅僅是“接收”這個觸發信號,并由該信號“觸發”控制車牌識別系統軟件去獲取所需要識別的目標圖像——圖像采集。 

       目前,這種“外部觸發方式”采用最多的是地感線圈觸發。利用車輛的金屬車身切割線圈磁力線圈產生電流變化的原理,由車輛檢感應器感應到線圈內的電流變化,產品觸發信號傳送給車牌識別軟件系統,控制其攝像機進行抓拍圖像的采集,完成車牌識別功能。“外部觸發方式”對于車牌識別軟件產品來說比較簡單,在未接收到觸發信號時,車牌識別軟件系統處于工作等待狀態,在觸發信號的控制下完成一次圖像的采集并對其進行運算,最終實現車牌號字符的識別。同時,由于接收一次觸發信號才進行一次攝像機抓拍。車牌識別軟件進行運算,得出車牌號數據。因此只要能保證觸發信號的穩定,就可以保證車牌識別軟件的抓拍率,其漏觸發率和誤觸發率與車牌識別軟件本身無關,而取決于外部觸發裝置,通常情況下能實現很高的抓拍率并能保證較好的圖像質量,以實現最佳的識別效果。 

       但這種“外部觸發方式”也具有一定的特點,即需要配備輔助的觸發裝置,而這些觸發裝置的安裝往往會造成一些不良后果,如采用觸發線圈的方式需要在監測地點割地埋設線圈;采用紅外對射或者稱重設備提供觸發信號,也需要安裝相應的傳感器,這對于監測地點的環境必然造成一定程序的破壞。同時,所有提供給車牌識別軟件系統觸發信號的外部傳感裝置都有一個老化保養的時間。通常來說,地感線圈的使用時間是3至6年,每隔幾年時間還需要重新埋設新的地感線圈來代替。 
       當采用通信接口傳送觸發信號控制產品進行抓拍和識別時,其發送觸發信號的控制軟件也需要獲得一種信號來決定觸發的時機。
二、       自觸發方式 

       車牌識別軟件的自觸發方式是指產品不需要接收外部觸發信號控制其進行圖像的采集,而是由車牌識別軟件本身自行完成對輸入視頻流的檢測分析,并由算法控制其自身,自行決定在合適的電動機截取圖像,完成車牌識別功能。 
采用自觸發方式的車牌識別軟件都需要輸入視頻流信號,以便對其進行分析,因此技術人員也通常把這種觸發方式稱為“視頻觸發”,因其觸發時機是通過產品自身對視頻信號進行分析來決定的。視頻觸發的車牌識別軟件產品的優勢在于不依賴外部硬件來觸發信號,只需接入視頻信號便可自行完成從采集圖像到完成車牌識別系統的全部功能。這就避免了前面提到的外部觸發方式中所涉及到的關于外部觸發信號源裝置的使用年限、安裝調試、維護等工作,也不會造成對監測點路面的破壞。 
       
       然而,有利必有弊,當采用“視頻觸發“時,車牌識別軟件產品本身不斷對動態視頻流信號進行分析和運算,以便在合適的時機(通常指視野范圍內有車輛且車牌大小像素和位置都滿足車牌識別系統功能的要求)采集圖像進行識別,這種分析和運算的效果取決于產品的運算性能(或稱為算法性能),從理論上來說,由于受到外界光照變化、背景變化、視野抖動、圖像清晰程序等各種因素的影響,其觸發效果不可能達到完全理想的狀態,很難在最佳時機實現觸發,這種觸發時機的偏差往往會帶來一些負面的后果,如漏觸發(本應該觸發的時間沒有觸發、造成漏車),誤觸發(本不應該觸發時觸發了、產生無用的數據,或者影響到后續車輛的正常觸發)以及觸發時機不佳導致圖像質量不好影響識別效果等問題,這是采用自觸發方式的車牌識別軟件所無法避免的。 
對于采用自觸發方式的車牌識別軟件產品來說,常用的算法有兩種,即基于車輛觸發和基于車牌觸發,不同的思路會使車牌識別軟件的自觸發性能呈現不同的特點。 
2.1 基于車輛觸發 
       基于車輛觸發是指車牌識別軟件為不斷在視野范圍內判斷是否存在車輛,不發現有車輛時則啟動觸發,控制產品采集圖像并完成車牌識別功能,常用的基于車輛觸發的方式有基于車輛跟蹤的方式和基于虛擬線圈的方式。 
(1)        基于車輛跟蹤的方式通過對車輛外形特征的模型,分析視野范圍內有無與車輛外形相似的物體,當發現與模型相似的物體時啟動觸發,控制產品采集圖像完成識別,這種方式運算量比較大。且對車輛外形進行建模(特別在近景條件下)是一個較為復雜的過程,目前國內車牌識別系統中極少有采用這種方式實現自觸發的情況。 
(2)        基于虛擬線圈的方式通過在視野范圍內設置一個類似于地感線圈功能的區域,通過計算該區域內的灰度(或顏色)的變化而判斷是否有車輛進入到區域中,當發現有車輛時啟動觸發。 
       目前,基于虛擬線圈的方法是采用自觸發方式的車牌識別軟件中較為常用方法之一(另一種是車牌觸發)這種方法工作原理比較簡單,運算也并不復雜,能做到觸發及時,觸發時車輛位置相對比較準確,同時,由于其觸發的信息來源是車輛本身,而非車牌,因此對于不懸掛車牌的車輛同樣能完成有效觸發抓拍。其缺陷在于僅對運動車輛有觸發效果,無法檢測到靜止車輛。 
       2.2 基于車牌觸發 
      基于車牌觸發是指車牌識別系統不斷在視頻范圍內尋找是否存在車牌,一旦尋找到車牌并經過進一步確認后啟動產品進行圖像的截取,再對截取到的圖像進行牌照號碼的識別。這種觸發方式也是常用的一種視頻觸發方式。 
      基于車牌觸發的自觸發方式從工作大批量上來說也比較簡單,其爭優點在于不受車輛位置的影響,所關心的僅僅是車牌是否在視野范圍之內,同時對于靜止的車輛也能形成有效的觸發抓拍。但其不利因素也是顯然一見的,即對于沒有懸a車牌的車輛無法進行觸發。同時。由于背景復雜,變華極大(移動式稽查系統的應用),因此受欄桿、樹影等背景因素干擾造成誤觸發的情況也相對比較多。
三、       應用 

       通常來說,采用外部觸發方式的車牌識別軟件通常是使用在車輛密度不高,車速不快,且允許安裝觸發裝置的條件下,如小區的車輛出入口、停車場車輛出入口、高速公路收費出入口等等。這些應用通常都要求觸發準確,識別效果最好,不能出現漏觸發或誤觸發的現象。而對于公路或城市道路,安裝外部觸發裝置(最常見的是地感線圈)通常會對路面進行一定程序的破壞,不利用于公路的保養維護,所以不太理想的識別效果將以對路面的破壞為代價。 

 

為了識別率總體性能,通常能夠采集外部觸發方式的情況下,盡可能不采用自觸發方式來做,但有兩種情況,用戶不得不選擇自觸發方式(視頻觸發),即監測點不允許對路面進行破壞和移動監測的情況下。 
采用自觸發方式(視頻觸發)的車牌識別系統有兩種安裝方式,一種為固定式安裝,通常指安裝在路面上方的橋梁或龍門架上,斜向下方對通過路面的車輛進行監測,如高速公路超速布控系統、城市治安卡口系統等,采用這種方式的原因大都因為監測點的路面不允許任何破壞,此時通常要求對于無牌車輛也要進行抓拍存檔,故最佳選擇是采用虛擬線圈方法進行自觸發方式;第二種是安裝在移動車輛上,或視頻源為手持式攝像機的形式,如各類移動式車輛稽查系統,此時只能采用基于車牌觸發的自觸發方式來完成對于目標車輛的抓拍和識別。

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