车辆号牌的机器学习识别方法研究

郑丽娟+蒋良卫

摘要：机器学习是当前人工智能的主要技术手段，可以用在当前互联网+交通的很多领域，例如机动车号牌识别对于道路交通安全违法治理、综合交通管理等任务的提高具有重要的意义。本文即针对此需求，研究基于机器学习与智能识别的了机动车号牌识别方法，并对于相关流程给了完整的呈现。然后介绍系统开发及实现并进行相关实现，证明了软件的有效性和科学性。

关键词：机器学习；人工智能；机动车号牌识别；模板提取

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）06-0121-01

机器学习是当前人工智能的主要技术，如何利用机器学习进行号牌识别，特别对于动态行驶的机动车或者新能源专用6位机动车号牌号码的自动识别，这是当下面临的重大挑战。因此，通过机器学习等进行机动车号牌识别的自动化管理，可以充分的配置资源，降低成本，充分利用当前数据库以及计算机技术的优势，实现多方合理资源共享以及降低成本，提高交通管理效率。

1 自动识别的技术基础

1.1 智慧城市与人工智能

对机动车号牌进行自动化识别管理符合智慧城市的需求，随着互联网+政策的不断提出，当前城市信息化以及移动互联网的快速发展，使智慧城市以及数字城市真正成为可能。模式识别是智慧地球的核心技术，智慧地球是以智慧城市为基础，主要内容是包含数字地球的。而数字地球也是将地球的各种多尺度以及多分辨率的数据进行存储、管理、建模和显示的全过程，如同google Earth一样，智慧地球则将这些数字化的存储与数据进行更智能的应用，包括全面感知，面向更丰富的服务与应用，同时结合传感器和云服务，将全世界真正的融为一体，能够完成自适应的一些功能，这正是地理信息系统技术的核心[1]。

1.2 交通智能管理的数据基础

对于交通管理以及道路安全管理等，交通警察所使用的数据基础主要包括视频影像数据、图像数据，车辆经常行驶区域的基础数据，如道路、交通设施、建筑模型等，这都是属于空间数据，念即为人类生活的环境中的各类地物，带有其空间位置、空间体积、分布信息和内在属性，以及时间、空间属性。所谓时间属性，即该地物在不同時间维度下的不同变化，另外复杂的空间数据模型还包括网络拓扑属性、室内室外地上地下的多层属性。

2 车辆机动车号牌机器识别的流程设计

一个完整的机动车牌照机器学习与识别系统是一个复杂的系统，通专题空间数据不是面向应用进行数据组织的，而是直接面向主题的，即根据地物数据的不同种类进行分类存储、管理与应用分析，例如空间数据可以在应用中分为建筑、道路、河流等不同的要素类，不同的要素类有不同的属性，如建筑是有高度、楼层等属性，河流有长度、中心线、宽度等，道路有车道方向、高架等属性，因此空间数据是在这种分类管理上进行综合的分析，组织是面向组织的。车牌数据在放大缩小时，标注文字会根据地物的消失与存在进行放大缩小及退出屏幕，而不同的空间文字也进行自动的综合。这在空间数据的管理、存储特别是可视化绘制上是非常关键和重要的，对于系统的计算效率、显示效率影响非常大[2]。机动车号牌识别系统的基本结构如图1所示。

3 机器学习与识别算法研究

3.1 机动车号牌定位

在机动车号牌初步定位之后，伪机动车号牌已经去除，对机动车号牌进行自动化识别的定位主要包括云端识别技术以及存储、管理等。而机器识别则是提供这些数据的计算机处理的基本平台，然后再综合运用移动互联网、云计算以及大数据，通过背景分割以及区域的划分，并通过大数据进行智能化的归类和数据挖掘与分析，提供更简捷快速的进行定位[3]。

3.2 机动车号牌字符匹配识别

汽车车牌的二值化处理，即将灰度化的图像转成只有黑色和白色的图像，这个过程是本文算法处理的必经步骤，而且二值化处理的效果会直接影响到后续算法的效果。通常，需要选取一个合适的阀值Threshold（0到255之间）来将黑色和白色分开，即大于该阀值的背景像素设为白色（255），小于该阀值的设为黑色（0），规定二值化后的模板的大小为24x48像素。

3.3 机器识别与学习的测试平台搭建

根据上文研究的算法，本文设计了机器学习的整个流程如图2所示。

该机器学习的车牌识别系统、后台网络识别系统。每个大模块又分为不同的子功能模块，在识别过程中主要使用本终端平台子系统主要包括拍照采集模块、机载OCR模块、查询模块等，同时通过移动网络完成各项网络数据的请求获取以及基于终端运算能力的部分分析功能；后台的网络识别分析系统则基于强大的服务器的运算能力以及大型商业数据库。

4 结语

本文采用软件工程的思路进行相关的需求调研、可行性分析、系统总体设计、系统实现及测试。后期的工作中，主要研究需要更强大的数学理论，同时模型可以结合最新的机动车号牌自动化模糊识别研究在道路自动化管理中进行相关的推广，同时吸纳企业、社会的意见来进行一步改善与完善系统的功能和设置。

参考文献

[1]王刚，冀小平.基于MATLAB的机动车号牌识别系统的研究[J].通讯世界，2015（24）：72-73.

[2]张涛，王剑魁，张国山，等.基于Cortex-A8的嵌入式机动车号牌识别系统设计[J].电子设计工程，2015（9）：167-170.

[3]邓文昭.嵌入式机动车号牌识别系统的设计与实现[D].西安科技大学，2015.endprint