JP3090744B2 - ナンバープレート抽出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラにより車
両を撮像し、車両登録番号の識別等を行うために得られ
た映像信号を画像処理して車両を検出しそのナンバープ
レート部分を抽出するナンバープレート抽出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】撮像手段にて道路を含む領域の映像信号
を得てこの信号を処理し車両のナンバープレート部分を
抽出して適宜画像処理し該車両の速度を求めたりナンバ
ープレートに記された車両登録番号を識別したりする画
像処理が交通制御に用いられている。この画像処理は、
例えば図６に示すように道路側傍上方約６ｍに設置され
たビデオカメラ１０を使用して道路を撮影しその画像を
図示しないホスト装置（画像処理装置）で処理して走行
車両ＣＡを検知したりそのナンバープレートの登録番号
を認識したりするもので交通量の把握、旅行時間の算出
や速度違反車両の識別に成果を上げている。このような
装置は例えば、本出願人により特願平２−３１８９９２
号（画像式車両感知器）として提案されており車両検出
用の画像処理方法についても触れられている。なお、照
度の不足する夜間にも画像処理に好適な明瞭な影像信号
を得るために、赤外線を利用した画像撮像用の照明装置
５０がビデオカメラ１０と一体に取り付けられている。

【０００３】図３にナンバープレート抽出等の画像処理
に用いる画像処理装置の一例をブロック図で示す。この
画像処理装置（自動車登録番号読取装置）は概略、画像
撮像手段１０、輝度データ変換部２０、演算処理部３
０、制御部４０及び夜間用の照明装置５０から構成され
ている。撮像手段１０は、例えばＣＣＤビデオカメラで
あり、図４の（ａ）及び（ａ′）に示すごとく道路の検
知領域の画像を撮像して対応するＮＴＳＣ方式の映像信
号を輝度データ変換部２０へ送出する。

【０００４】前記輝度データ変換部２０は映像信号をデ
ジタルデータ化する部分で、映像信号より水平同期信号
及び垂直同期信号を得る同期信号抽出回路２１、これら
の同期信号に基づいて捜査線上の現在の捜査位置を数値
化して対応する水平座標及び垂直座標を得るための水平
アドレスカウンタ２２と垂直アドレスカウンタ２３、こ
れらの出力とマイクロプロセツサ４１（後述）が順次指
定する座標とを比較し一致した瞬間に取込み信号を発生
するデジタルコンパレータ２４、この取込み信号に応じ
て前記映像信号の対応する瞬間の輝度を数値化し輝度デ
ータを得て出力するビデオＡ／Ｄ変換回路２５からなっ
ている。なお、入力部には伝送されてくる映像信号を適
切なレベルに増幅するビデオアンプ２７、これに続きＡ
／Ｄ変換に先立って映像信号を一定振幅に正規化するた
めのクランプレベル固定回路２８も設けられている。

【０００５】演算処理部３０は、前記ビデオＡ／Ｄ変換
回路２５からの輝度データを受けて複数の輝度データの
平均化をしたり相関を演算したりするための回路で、高
速演算を要求されるためシグナルプロセッサ３１を用い
ておりデータの記憶に必要な記憶部も備えている。

【０００６】制御部４０は上述各部を制御するととも
に、前記演算処理部３０からのデータを受取りこれに更
に演算処理（後述）を施し、車両の存在を感知したりこ
の車両の速度を算定したり、また画像中のナンバープレ
ートに相当する部分を抽出し更にナンバープレートに記
された車両登録番号の読取りをしたりして後続装置に出
力する部分で、マイクロプロセツサ４１、制御プログラ
ムを記憶したＲＯＭ４２、データ記憶用のＲＡＭ４３、
出力用のＩ／Ｏ回路４４からなる。４５はマイクロプロ
セツサ４１が他の部分とデータやアドレスさらに制御命
令や応答信号をやりとりするＣＰＵバスである。

【０００７】照明装置５０は、夜間に制御部４０が画像
処理により車両を検知した場合にＩ／Ｏ回路４４により
駆動され、撮像対象領域を所定時間照明して画像処理に
好適な画像を得るためのもので、例えば赤外線発光器を
用いる。なお、例示装置にはその他にも直流電源６１、
各部に供給されるクロック回路６２、撮像手段１０から
の映像信号のレベルが低く処理に不適切な場合に撮像手
段１０の感度を上げるための信号を送出するＤ／Ａ変換
回路６３等が具備されている。

【０００８】このような装置を用い映像信号を処理して
走行車両のナンバープレートを抽出し車両登録番号の識
別を行う従来の画像処理を簡略に説明する。映像信号を
用いて図４（ａ）に示すように画像中に設定されたセン
サー領域ＳＡ内で道路の横断方向に想定された直線（計
測ライン、Ｌ₁ 〜Ｌ₅ ）上に設定された複数の計測点
（Ｐ_{1 1} 、Ｐ_{1 2} 、…、Ｐ_{2 1} 、…）の位置と、時間的
に対応する映像信号の輝度レベル（Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、…）を
夫々の計測ライン毎に一組とした輝度データ群（Ｄ
ｔ₁ 、Ｄｔ₂ 、…）を得る。

【０００９】次に、各々の輝度データ群（Ｄｔ₁ 、Ｄｔ
₂ 、…）から微分処理により輝度データ群（Ｄｖ₁ 、Ｄ
ｖ₂ 、…）を得る。この微分処理の一例である微分マス
クをかける処理について説明する。図５の（ａ）は、一
つの計測ラインに含まれる各計測点に対応する輝度レベ
ル（Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、…）を計測ラインに沿って（道路幅員
方向に）示したグラフである。この輝度レベルの各値か
ら演算によりある計測点に対応する輝度データの微分値
を求めることができる。即ち、図５（ａ）中の計測点Ｐ
ｎに対応する微分値Ｘ′ｎを求める（５×１の微分マス
クをかける例）場合であれば次式、 計測点Ｐｎの微分値Ｘ′ｎ＝ （−１）Ｘ_n-1 ＋（−２）Ｘ_n-1 ＋６Ｘ_n ＋（−２）Ｘ_n+1 ＋（−１）Ｘ_n+2 （ここでＸ_n-2 、Ｘ_n-1 、Ｘ_n 、…は各計測点の輝度レ
ベル）に従って演算を行い微分値Ｘ′ｎを得る。図５
（ａ）の輝度データ群（Ｄｔ）に対し（５×１）の微分
マスクをかけて得た微分値のグラフ（輝度データ群、Ｄ
ｖ）を図５（ｂ）に示す。図からわかるように、輝度レ
ベルが隣合う計測点より急激に増加している計測点（例
えば、Ｐｑ）の微分値が突出していることがわかる。こ
の結果車両等の検出対象をＳ／Ｎ比良く検出でき、ナン
バープレートの登録番号を識別する等画像処理に良好な
結果をもたらす。

【００１０】次に、センサー領域ＳＡを構成する各計測
ライン（Ｌ１〜Ｌ５）の対応する部分値（画面上で縦方
向に並ぶ５個のデータ）が積算され、積算値（Ｄｔａ）
が算出される。図４（ｂ）及び（ｂ′）に得られた積算
値（Ｄｔａ）の例を示す。同図（ｂ）はセンサー領域Ｓ
Ａに車両が無い場合を、また（ｂ′）はセンサー領域Ｓ
Ａに車両とそのナンバープレートが在る場合を示してい
る。そして、積算値（Ｄｔａ）は、適宜設定されたスレ
ッシュホールドレベル（Ｄｓ）と比較され各々のデータ
がスレッシュホールド値より高いか低いかにより、夫々
高輝度データと低輝度データに２値化される。図７は２
値化の過程を説明する図であり、（ａ）に示すようにナ
ンバープレートＮＰがセンサー領域ＳＡに在る場合に得
られた（ｂ）に示す積算値（Ｄｔａ）は、（ｃ）に示す
様に適宜設定されたスレッシュホールドレベル（Ｄｓ）
と比較され、高輝度データ（Ｈ）と低輝度データ（Ｌ）
に２値化される。（ｄ）はこの結果を視覚的に表したも
ので、中央部にナンバープレートに対応して高輝度デー
タ（Ｈ）が集中し連続していることがわかる。この２値
化処理ののち道路幅方向に高輝度データが連続する部分
が判定され、この高輝度が連続する部分がナンバープレ
ートに対応する部分として抽出される。さらに、車両登
録番号を読み取るのであればナンバープレート対応部分
のデータをさらにきめ細かに画像処理して、車両登録番
号を構成する各数値を夫々識別し、最終的に４けたの車
両登録番号が識別される。この識別内容は、交通量の調
査、旅行時間の測定、速度違反車両の特定等に利用され
る。

【００１１】なお、検知ライン上に車両が存在しない場
合に対応すべく予め決定されたデータ群（スレッシュホ
ールドレベルデータ、Ｄｓ）に基づき積算値（Ｄｔａ）
を２値化する例を挙げたが、検知ライン上に車両が存在
しない時の輝度データ群（基準路面レベルデータ、Ｄ
ｒ）を求めてスレッシュホールドレベルデータ（Ｄｓ）
として用いることもでき、この場合には周囲照度の変化
による影響を減ずることができる。また、センサー領域
を複数設定しておけば各検知ラインへの車両到達時間に
基づき当該車両の速度を求めることができる。また、処
理速度との兼ね合いで必要とあれば、ある時点の画像を
静止画像として一旦記憶してこの記憶画像を処理するよ
うにしても良い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のナ
ンバープレート抽出方法においては、微分処理や積算処
理や２値化等の前処理の後、単に高輝度データが連続す
る部分をナンバープレート部分として抽出しているの
で、あるスレッシュホールドに基づき処理を進めると例
えば車両の塗色によっては実際のナンバープレートのま
わりにナンバープレートと同程度の輝度が連続する場合
もありこの部分もナンバープレートに含めてしまう場合
も生じる。反対に、実際のナンバープレートの横幅に対
応して連続したデータが得られず、数字１字分相当とい
った狭い幅の連続データしか得られない場合（文字間割
れと称される）も生じ得る。このようにナンバープレー
トの横幅として不適切なものを抽出した場合には、後続
する車両登録番号の読取り処理に際して、例えばナンバ
ープレート中での相対位置情報を処理に用いていたり、
数字の大きさの予測にナンバープレートの横幅を用いた
りした場合には、適切な数字読取りができない場合が生
じる等の問題点があった。従って、適切なナンバープレ
ート対応部分の抽出が必要とされていた。本願発明は、
このような事情に鑑みて成されたもので、塗色等による
対象の差異や、周囲照度等の環境変化に左右されずに常
に適切なナンバープレート対応の部分を抽出することが
できる新規なナンバープレート抽出方法を提案せんとす
るものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のナバープレート抽出方法では、感知対象とな
る道路を含む領域に対応する映像信号を入力して、当該
映像信号に応じて生成される画面中の道路幅方向に設定
した検知ライン上の複数の計測点における各時点での輝
度データ（Ｄｔ）を順次取得し、当該輝度データ群（Ｄ
ｔ）又は当該輝度データ群（Ｄｔ）を微分処理して得ら
れた輝度データ群（Ｄｖ）を所定スレッシュホールド値
（Ｌｓ）に基づき高輝度データと低輝度データに２値化
し、高輝度データが道路幅方向に所定数以上連続する連
続部分の高輝度データ個数を、ナンバープレートの横幅
に対応して予め設定された連続すべきデータ個数と照合
し、両者の差が所定値以上の場合には、照合の結果両者
の差が所定値以下となるまで前記スレッシュホールド値
とは異なるスレッシュホールド値に基づいて２値化と個
数の照合を繰返し、両者の差が所定値以下である場合に
該連続部分をナンバープレート部分として抽出する。

【００１４】

【００１５】

【作用】あるスレッシュホールド値に基づき決定したナ
ンバープレート候補部分に対応する横幅と、既知の規定
ナンバープレートの横幅とを比較して両者が対応する場
合にナンバープレート部分として抽出するが、対応しな
いと判定された場合にはスレッシュホールド値を異なる
値に変更して再度ナンバープレート候補部分を決定して
規定のナンバープレート横幅との比較を繰返すから、実
際のナンバープレートと極端に異なる幅を持つ部分をナ
ンバープレート部分として抽出することが回避され、的
確なナンバープレート抽出が行える。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を添附図面とともに詳細に説明
する。車両画像処理には、既に説明した様に画像撮像手
段１０、輝度データ変換部２０、演算処理部３０、制御
部４０及び夜間用の照明装置５０から構成された図３に
示すごとき画像処理装置を用いることができる。

【００１７】本願発明では、制御部４０のプログラムに
より先ず従来の方法同様に積算値（Ｄｔａ）を得る。即
ち、映像信号を用いて図４（ａ）に示すように画像中に
設定されたセンサー領域ＳＡ内で道路の横断方向に想定
された直線（検知ライン、Ｌ₁ 〜Ｌ₅ ）上に設定された
複数の計測点（Ｐ_{1 1} 、Ｐ_{1 2} 、…、Ｐ_{2 1} 、…））の
位置と、時間的に対応する映像信号の輝度レベル
（Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、…）を夫々の検知ライン毎に一組とした
輝度データ群（Ｄｔ₁ 、Ｄｔ₂ 、…）を得る。次に、各
々の輝度データ群（Ｄｔ₁ 、Ｄｔ₂ 、…）から微分マス
クをかけた（微分処理、図５参照）輝度データ群（Ｄｖ
₁ 、Ｄｖ₂ 、…）を得る。センサー領域ＳＡを構成する
各検知ライン（Ｌ１〜Ｌ５）の対応する微分値（画面上
で縦方向に並ぶ５個のデータ）が積算され、積算値（Ｄ
ｔａ）が算出される。

【００１８】以上の前処理により積算値（Ｄｔａ）を得
た後、本願発明方法では、上記積算値（Ｄｔａ）を、先
ず適宜設定されたスレッシュホールドレベル（Ｄｓ）と
比較し、各々のデータがスレッシュホールド値より高い
か低いかにより、夫々高輝度データと低輝度データに２
値化する。即ち、図２（ａ）に示すようにナンバープレ
ートに対応する画像ＮＰを含むセンサー領域ＳＡに対応
する（ｂ）に示す積算値（Ｄｔａ）より、先ずスレッシ
ュホールドレベルＤｓ₁ に基づきこれと比較して２値化
処理を行い（ｃ）に示す結果を得る。この２値化処理の
のち道路幅方向に高輝度データが連続する部分が判定さ
れ、この高輝度が連続する部分がナンバープレートの候
補部分として仮に決定する。図２（ｃ）では、高輝度デ
ータが所定数以上連続する部分（ＮＰ′ｃ）が見出され
るのでこれをナンバープレート候補部分とする。なお、
（Ｘ）或いは（Ｙ）の部分も高輝度データが連続する
が、連続数が所定値に満たないためナンバープレート候
補部分とは見なさない。

【００１９】次いでこのナンバープレート候補部分の道
路方向幅と、規定のナンバープレートの横幅とを比較す
る。比較の一実施例を以下説明する。即ち、実際に使用
されているナンバープレートの大きさには２種類のもの
があり、小型車両（軽自動車を含む）には３３０ｍｍ×
１６５ｍｍのものが、また大形車両には４４０ｍｍ×２
２０ｍｍのものが使用されている。従って、撮像装置の
設置状態に応じて、得られる画像中に占める横幅も自ず
と決まり、計測点の個数に対応付けることができる。従
って、各センサー領域毎に、予めナンバープレートの横
幅３３０ｍｍと４４０ｍｍに夫々対応する個数（基準デ
ータ個数、Ｍ₁ 及びＭ₂ ）を決定しておく。或いは両者
の中間の基準データ個数Ｍを決定してもよい。これらの
基準データ個数は設置条件から算定することもできる
し、実際の画像から求めることもできる。そして、実際
に得られた前述ナンバープレート候補部分（ＮＰ′ｃ）
を構成している連続する高輝度データ個数を、上記基準
データ個数Ｍと照合する。

【００２０】そして、（ｃ）に示す様な両者の差が所定
値以上の場合には、該ナンバープレート候補部分はナン
バープレート対応部分としては不適切と判定する。この
場合には、前記スレッシュホールド値Ｄｓ₁ とは異なる
スレッシュホールド値（例えばＤｓ₂ ）に基づいて２値
化し（得られた結果を（ｄ）に示す。）、照合を再度行
う。（ｄ）の場合にも該ナンバープレート候補部分（Ｎ
Ｐ′ｄ）はナンバープレート対応部分としては不適切と
判定され、スレッシュホールド値Ｄｓ₂ とは異なる他の
スレッシュホールド値に基づき２値化と照合が繰返され
る。この過程を照合の結果両者の差が所定値以下となる
まで繰返す。一方、両者の差が所定値以下である場合に
該ナンバープレート候補部分をナンバープレート部分と
して抽出する。即ち、スレッシュホールド値Ｄｓ₂ とは
異なるスレッシュホールド値Ｄｓ₃ に基づいて２値化と
（得られた結果を（ｅ）に示す。）照合が行われ（ｅ）
の場合のナンバープレート候補部分（ＮＰ′ｅ）はこれ
を構成している連続する高輝度データ個数と、上記基準
データ個数Ｍとの差が所定値以下であり両者が略一致し
ていることから、このナンバープレート候補部分（Ｎ
Ｐ′ｅ）をナンバープレート部分として抽出する。

【００２１】なお、更に異なるスレッシュホールド値Ｄ
ｓ₄ に基づき２値化した場合には、対応する図７（ｆ）
に示すようにナンバープレート候補部分（ＮＰ′ｆ）を
構成している連続する高輝度データ個数と、上記基準デ
ータ個数Ｍとの差がやはり一定値以上となるため、ナン
バープレート部分としては抽出されない。スレッシュホ
ールド値の選択順は上述したように順に高い値に変更し
ていく、あるいは逆に順に低い値に変更してゆくのが合
理的である。なお、最初のスレッシュホールド値により
得られたナンバープレート候補部分を構成している連続
する高輝度データ個数と、上記基準データ個数Ｍとが略
一致した場合には直ちにこれをナンバープレート部分と
して抽出することは言うまでもない。

【００２２】ナンバープレート抽出後は、必要に応じて
例えば対象車両の速度を求めたり、車両登録番号の識別
等の処理が行われる。車両登録番号を読み取るためには
決定されたナンバープレート対応部分を構成するデータ
をさらにきめ細かに画像処理して、車両登録番号を構成
する各数値を夫々識別し、最終的に４けたの車両登録番
号が識別される。この識別内容は、交通量の調査、旅行
時間の測定、速度違反車両の特定等に利用される。

【００２３】以上説明した様に、本願発明のナンバープ
レート抽出方法は、図１のフローチャートにて一実施例
を示す如く、次に示す様な各過程を含むものである。 １）感知対象となる道路を含む領域に対応する映像信号
から複数の計測点に夫々対応する輝度データ（Ｄｔ）を
得る。 ２）輝度データ群（Ｄｔ）より所定スレッシュホールド
値（Ｌｓ）に基づきナンバープレート候補部分を決定す
る。 ３）ナンバープレート候補の道路方向幅と、規定のナン
バープレートの横幅とを比較する。 ４）両者が対応しない場合には異なるスレッシュホール
ド値（Ｌｓ）に基づきナンバープレート候補部分の再決
定及び規定のナンバープレート横幅との比較を繰返す。 ５）ナンバープレート候補部分に相当する道路方向の幅
が、ナンバープレートの横幅に略一致した場合には、該
ナンバープレート候補部分をナンバープレート部分とし
て抽出する。

【００２４】また、本願発明のナンバープレート抽出方
法は、以下の各過程を含み構成される。 １１）感知対象となる道路を含む領域に対応する映像信
号中で画面中の複数の計測点に時間的に夫々対応する時
間位置での輝度データ（Ｄｔ）を順次得る。 １２）輝度データ群（Ｄｔ）又はこれに基づき導かれた
輝度データ群（Ｄｖ）を所定スレッシュホールド値（Ｌ
ｓ）に基づき高輝度データと低輝度データに２値化す
る。 １３） 高輝度データが道路幅方向に所定数以上連続す
る部分の連続する高輝度データ個数を、ナンバープレー
トの横幅に対応して予め設定された連続すべきデータ個
数と照合する。 １４）両者の差が所定値以上の場合には、照合の結果両
者の差が所定値以下となるまで前記スレッシュホールド
値とは異なるスレッシュホールド値に基づいて２値化と
照合を繰返す。 １５）両者の差が所定値以下である場合には該連続する
部分をナンバープレート部分として抽出する。

【００２５】以上詳述したとおり本願発明のナンバープ
レート抽出方法によれば、感知対象となる道路を含む領
域に対応する映像信号を入力して、当該映像信号に応じ
て生成される画面中の道路幅方向に設定した検知ライン
上の複数の計測点における各時点での輝度データ（Ｄ
ｔ）を順次取得し、当該輝度データ群（Ｄｔ）又は当該
輝度データ群（Ｄｔ）を微分処理して得られた輝度デー
タ群（Ｄｖ）を所定スレッシュホールド値（Ｌｓ）に基
づき高輝度データと低輝度データに２値化し、高輝度デ
ータが道路幅方向に所定数以上連続する連続部分の高輝
度データ個数を、ナンバープレートの横幅に対応して予
め設定された連続すべきデータ個数と照合し、両者の差
が所定値以上の場合には、照合の結果両者の差が所定値
以下となるまで前記スレッシュホールド値とは異なるス
レッシュホールド値に基づいて２値化と個数の照合を繰
返し、両者の差が所定値以下である場合に該連続部分を
ナンバープレート部分として抽出する構成により、実際
のナンバープレートと極端に異なる幅を持つ部分をナン
バープレート部分として抽出することが回避され、的確
なナンバープレート抽出が行える。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明のナンバープレート抽出方法の一実施
例を示すフローチャートである。

【図２】本願発明のナンバープレート抽出方法の説明図
である。

【図３】本願発明に係る画像処理装置の一例を示すブロ
ック図である。

【図４】本願発明に係る画像及び対応する輝度データを
説明する図である。

【図５】本願発明に係る、輝度レベルデータの微分値に
ついての説明図である。

【図６】本願発明に係る画像処理装置の一例を示す外観
斜視図である。

【図７】従来のナンバープレート抽出方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１０…撮像手段、 ２０…輝度データ変換部、 ３０…演算処理部、 ４０…制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−245400（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−309334（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−232100（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−36276（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/00 - 1/16 H04N 7/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感知対象となる道路を含む領域に対応す
   る映像信号を入力して、当該映像信号に応じて生成され
   る画面中の道路幅方向に設定した検知ライン上の複数の
   計測点における各時点での輝度データ（Ｄｔ）を順次取
   得し、当該輝度データ群（Ｄｔ）又は当該輝度データ群
   （Ｄｔ）を微分処理して得られた輝度データ群（Ｄｖ）
   を所定スレッシュホールド値（Ｌｓ）に基づき高輝度デ
   ータと低輝度データとに２値化し、高輝度データが道路
   幅方向に所定数以上連続する連続部分の高輝度データ個
   数を、ナンバープレートの横幅に対応して予め設定され
   た連続すべきデータ個数と照合し、両者の差が所定値以
   上の場合には、照合の結果両者の差が所定値以下となる
   まで前記スレッシュホールド値とは異なるスレッシュホ
   ールド値に基づいて２値化と個数の照合を繰返し、両者
   の差が所定値以下である場合に該連続部分をナンバープ
   レート部分として抽出するようにしたことを特徴とする
   ナンバープレート抽出方法。