JP3117497B2 - ナンバープレート認識装置 - Google Patents

ナンバープレート認識装置

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JP3117497B2
JP3117497B2 JP03214392A JP21439291A JP3117497B2 JP 3117497 B2 JP3117497 B2 JP 3117497B2 JP 03214392 A JP03214392 A JP 03214392A JP 21439291 A JP21439291 A JP 21439291A JP 3117497 B2 JP3117497 B2 JP 3117497B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば駐車場の入出庫
を管理する駐車場管理装置の技術分野で利用されるもの
であって、具体的には、駐車場の入庫通路又は出庫通路
を進んで来る車輌のナンバープレート上の文字(陸支コ
ード、種別番号、区分文字、一連指定番号)を読取るこ
とができるナンバープレート認識装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車輌のナンバープレートを確認する装置
として、従来よりカメラで車輌のナンバープレートを撮
影し、この撮影した画像を処理してナンバーを確認する
カメラ式認識装置が広く使用されており、更にこのカメ
ラ式認識装置には、例えば特公平2−38997号公報
に見られるように、複数車線の通路幅を1台のカメラの
撮像視野内に入るように撮影する装置と、例えば特開昭
61−217027号公報とか特開平2−196400
号公報に見られるように、複数車線の通路幅を複数台の
カメラの撮影領域に分割し、これ等複数台のカメラで分
割撮影した画像を処理してナンバープレートの文字を認
識する装置とが存在する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、1台のカメ
ラで通路幅の全域を撮影する上記前者の装置の場合は、
通路幅が広がって撮影領域が広がるほど、解像度が低下
するとか、背景がノイズになって処理速度が遅くなり、
誤認識の割合が高くなると云った問題があり、また、解
像度を高めるために高解像度のカメラや、大容量の画像
処理装置を使用すると、価格が大幅にアップして実用に
供し得ない問題があった。
【0004】更に、複数の分割領域を複数台のカメラで
撮影する上記後者の装置の場合は、各カメラで撮影した
画像を1枚ずつ処理するため、カメラの台数が多くなれ
ばなる程画像処理に時間が掛って、最初の画像処理でナ
ンバープレートが認識できれば処理時間が短くて済む
が、後続の画像処理に進むに従って次第に処理時間が長
くなって、迅速に対応できない問題があった。
【0005】また、上述した複数の画像処理を並列処理
することによって、上記時間の問題を解決することも考
えられたが、並列処理用のプロセッサは非常に高価であ
るため、経済的負担が増大して実用に供し得ない問題が
あった。
【0006】従って本発明の技術的課題は、ナンバープ
レートの認識処理を、複数台のカメラを用いて迅速に、
且つ、正確に行うことができ、更に、低コストで経済的
に行えるようにすることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために本発明で講じた手段は以下の如くである。通
路幅の全領域を複数の領域に分割して撮影できるように
複数台のカメラを配置し、これ等複数台のカメラが撮影
した画像に所定の処理を行って車輌のナンバープレート
を認識するように構成したナンバープレート認識装置に
於いて、
【0008】(1) 上記複数台のカメラが撮影した画
像の中から車輌が撮影されている複数枚の画像を選び出
す画像選択手段と、選び出した複数枚の画像を縮小して
1枚のメモリに集めて1枚の多値画像とする画像圧縮手
段と、この多値画像に写っているナンバープレートから
汚れやノイズを除去してナンバープレート上の一連指定
番号のイメージを強調する前処理手段と、強調された
連指定番号の大きさと位置関係の情報から判断して、ナ
ンバープレート候補と成り得る画像を抽出するナンバー
プレート候補抽出手段を備えること。 (2) 抽出したナンバープレート候補の画像を原画像
から切り出して1枚のフレームメモリに集める一連指定
番号のための画像切り出し手段と、上記のフレームメモ
リに集めたナンバープレート候補の多値画像に対して、
前記と同様な前処理を行ってナンバープレート上の区分
文字と種別番号と陸支コードの各イメージを強調した
後、これ等強調された区分文字と種別番号と陸支コード
の大きさと位置関係の情報から判断して、最もナンバー
プレートに成り得る画像を選択してこれをナンバープレ
ートとして決定するナンバープレート決定手段と、上記
各画像のナンバープレートに決まったエリアより一連指
定番号、区分文字、種別番号、陸支コードの各文字画像
を切り出す文字画像切り出し手段と、この切り出した文
字画像データからナンバープレートの番号を決定するプ
レート番号決定手段を備えて成ること。 (3) 通路の左右両側に超音波センサーを設置して、
これ等超音波センサーの音波を通路上の車輌に当てて車
輌の中心を検出し、この中心位置とその左右両側の各領
域、又は、中心位置が端の場合は、中心位置と隣接する
2つの各領域を撮影領域とする計3台のカメラが撮影し
た画像を、車輌が写っている画像として画像選択手段が
選び出すように構成すること。 (4) 複数台のカメラによってナンバープレートが撮
影される撮影位置を通過した位置に、車輌の通過を確認
する通過確認センサーを設けて、この通過確認センサー
が車輌の通過を確認しないと、次に続く車輌のナンバー
プレートの認識処理を行わないように構成すること。
【0009】
【作用】上記の手段は以下の如く作用する。 上記
(1)の要素は、複数台のカメラによって通路幅の全領
域をカバーすることができると共に、車輌が写っている
複数枚の画像を縮小して1枚のメモリに集めた後、各画
像に対して同じ処理を繰り返すことなく1回でナンバー
プレート候補の抽出処理を行うから、処理時間を大幅に
短縮することができ、また、この様に画像を圧縮しても
プレートの一連指定文字は比較的大きく表示されている
ため、十分な解像度を発揮してナンバープレート候補
正確に抽出することを可能にする。
【0010】 上記(2)の要素は、背景や車体画像
等の余分な画像を削除して、ナンバープレート候補画像
だけを抜き出し処理してから、陸支コードや種別番号、
区分文字と云った比較的小さな文字を判定材料として使
用するため、処理時間を更に短くすることができると共
に、この小さな文字の画像はカメラが撮像した原画像か
ら抽出するため、小さな文字でも十分な解像度が得ら
れ、ナンバープレートを正確に認識することを可能にす
る。
【0011】 上記(3)の要素は、超音波センサー
で測定した車輌の中心位置とその左右両側、又は、中心
が端の場合はこの中心位置と隣接する2つの領域をカバ
ーする合計3枚の画像を、画像メモリに取込んで処理す
るため、車輌が通路の如何なる位置にあっても、また、
如何なる車幅の車輌でもナンバープレートの確認を正確
に行うことを可能にする。
【0012】 上記(4)の要素は、通過確認センサ
ーが車輌の通過を確認しないと、次の車輌のナンバープ
レートを撮像して認識しないため、車輌が接近して連続
した場合でも、ナンバープレートを1台ずつ正確に認識
することを可能にする。
【0013】
【実施例】以下に、上述した本発明に係るナンバープレ
ート認識装置の好適な実施例を添付した図面と共に詳細
に説明する。図1は本発明に係るナンバープレート認識
装置の一実施例を示した構成図であって、図中Rは例え
ば駐車場の入庫口のような車輌CR用の通路であって、
RLは複数台のカメラC1,C2,C3,C4,C5に
よって車輌CRのナンバープレートNPが撮影される撮
影ライン(撮影位置)を示すものであって、図示した実
施例では通路Rの全幅をA〜Eの5つの領域に分割し、
これ等5つの領域A〜Eを計5台のカメラC1〜C5で
カバーする仕組に成っているが、これ等通路幅の分割数
とカメラの台数は実施の一例であって、通路幅の変化に
応じて分割数とカメラ台数が増減することは勿論であ
る。
【0014】また、符号1で全体的に示したのは本発明
の主要部を構成するナンバープレート認識制御装置(コ
ンピュータ)であって、この制御装置1には、上記カメ
ラのシャッタータイミングに同期してON(発光)する
ストロボ7と、前述した撮影ラインPLの手前に設けた
車輌検知用の第1赤外線センサー8と、撮影ラインPL
の後方に設けた車輌通過確認用の第2赤外線センサー9
と、上記撮影ラインPLの手前に設けられた車輌CRの
横幅と車輌中心位置を検出するための超音波センサー1
0が接続されている。
【0015】上記超音波センサー10によって車輌と車
輌の中心位置、即ち、ナンバープレートNPの位置を算
出するには、左右の超音波センサー10,10によって
計測された車輌CRまでの左右の距離データを基に、下
記の式によって求めることができる。 車幅=通路幅−(右側距離データ+左側距離データ−右
側マージンSa−左側マージンSb) プレート位置=車幅/2+右側距離デーダ−右側マージ
ンSa
【0016】図2は上述したナンバープレート認識制御
装置の電気的構成を示したブロック図であって、図中、
2は前述したカメラC1〜C5を接続した画像メモリ
で、3は前述したストロボ7と第1と第2の赤外線セン
サー8,9と超音波センサー10を接続した撮像制御部
であって、各カメラC1〜C5は垂直帰線に同期して常
時シャッタを切る仕組に成っており、撮像制御部3から
画像メモリ2に対して画像取込指示が入力されると、シ
ャッタータイミング信号に同期してストロボ7を発光
(ON)させ、且つ、画像メモリ2が各カメラC1〜C
5の垂直帰線に同期して画像を取り込む仕組に成ってい
る。
【0017】また画像の選択は、超音波センサー10に
よって検出されたナンバープレートNPの位置に従っ
て、その中心位置と左右両側の各領域をカバーするカメ
ラ、即ち、図1で示した実施例では5台のカメラC1〜
C5が撮影した5枚の画像A′〜E′(図3参照)の中
から、B領域を中心にその左右のAとCの領域をカバー
するカメラC2,C1,C3が撮影した計3枚の画像
A′,B′,C′を選択し、また、仮りにナンバープレ
ートNPの位置が図1のE領域の如く一方の端に位置す
る場合は、このE領域を中心に隣接する2つの領域D,
Cの計3領域をカバーする3台のカメラC3,C4,C
5が撮影した3枚の画像C′,D′,E′を5枚の画像
の中から選択するものであって、撮像制御部3はこの画
像選択指示を画像メモリ2に送る仕組に成っている。
【0018】更に図2に於いて4は上記の画像メモリ2
に接続された画像処理装置であって、この処理装置4
は、画像メモリ2から送られて来る画像データ、即ち、
選択された計3枚の画像A′,B′,C′を図3に示す
如く夫々1/4に縮小し、更にこの縮小した3枚の画像
を1枚のメモリに集めて1枚の多値画像PTとする画像
圧縮処理と、この多値画像PTに写っているナンバープ
レートNPから汚れとかノイズを除去してナンバープレ
ート上の「一連指定番号」のイメージを強調する前処理
と、この前処理を行った多値画像PTを白黒2値の画像
に変換する2値化処理と、白又は黒の画像のつながりを
1つのかたまり(ラベル)として位置と大きさの情報を
抽出するラベリング処理と、このラベルデータに基づい
て「一連指定番号」の大きさと位置関係からナンバープ
レート候補(複数)を抽出する候補抽出処理と、抽出し
た複数のナンバープレート候補の画像を原画像A′,
B′,C′から切出して1枚のフレームメモリ(図示せ
ず)に集める「一連指定番号」のための画像切出し処理
を行い、更に、上記のフレームメモリに集めたナンバー
プレート候補の多値画像に対して、ナンバープレートN
Pの「区分文字」、「種別番号」、「陸支コード」を抽
出するために行う前記と同様の前処理と、この前処理し
た多値画像を白黒2値の画像に変換する2値化処理と、
上記「区分文字」、「種別番号」、「陸支コード」を抽
出するためのラベリング処理と、ラベルデータに基づい
てナンバープレート候補から最もナンバープレートらし
いものを選択してこれをナンバープレートとして決定す
るナンバープレート決定処理と、各画像のナンバープレ
ートに決まったエリアより「一連指定番号」、「区分文
字」、「種別番号」、「陸支コード」の文字画像を切り
出す文字画像切出し処理と、これ等切出したナンバープ
レートNPの画像情報を1つのフレームメモリに集めた
後、同じく図2に示したホストコンピュータ1Hの文字
認識部5(図2参照)に送る送信処理を行うための各種
手段(プログラム)を備えている。
【0019】また、上述した文字認識部5には、上述し
た画像処理部4から送られて来る文字情報から、各文字
の特徴を抽出する特徴抽出処理と、この抽出された文字
の特徴を認識してナンバープレートNPの番号を決定す
る認識処理と、決定したナンバープレートNPの番号を
図2に示した画像記憶部6に送って格納する記憶処理を
行うための各手段(プログラム)を備えている。
【0020】尚、上述した文字認識部5として、特にア
メリカ合衆国、ネスター・インコーポレーテッドが開発
したニューラルネットワーク(特開昭61−19327
9号公報参照)を利用した文字認識システムを利用する
と、更に正確な文字認識を行うことを可能にする。
【0021】本発明に係るナンバープレート認識装置の
構成は以上述べた如くであるが、次に、本発明を用いて
実際に通路Rを走行中の車輌CRのナンバープレートN
Pを認識するための処理手順を図4並びに図5に示した
フローチャートに従って説明する。
【0022】先ず始めのステップS1では、通路Rに設
けた車輌検知用の第1赤外線センサー8が進行して来る
車輌CRを検知したか否かが判定され、検知した場合は
次のステップS2に進んで図2に示す如く撮像制御部3
が画像メモリ2に対して画像の取込指示を送り、次のス
テップS3に進む。
【0023】ステップS3では、カメラC1〜C5のシ
ャッタータイミングに同期してストロボ7がON(発
光)するが、本発明では上記の画像メモリ2に接続され
ている計5台のカメラC1〜C5を、垂直帰線に同期し
て常時シャッタを切るように構成し、更に、画像メモリ
2はこれ等カメラC1〜C5の垂直帰線に同期して画像
を取込むように構成しているため、撮像制御部3から取
込み指示を受けると、画像メモリ2はストロボ7で明る
く照明された5台分のカメラC1〜C5が撮影した鮮明
な画像A′〜E′(図3参照)を取込むことができる。
(ステップS4)
【0024】次のステップS5では、超音波センサー1
0からのデータを読込み、次いでステップS6で超音波
センサー10のデータから前述した方法で車輌CRの幅
と中心位置、即ち、ナンバープレートNPの位置を算出
し、更に、ステップS7に進んで車輌CRの中心位置を
基準にして同じく前述した方法で5枚の画像データから
3枚の画像データA′,B′,C′を選択するための指
示を画像メモリ2に送って、次のステップS8に進む。
【0025】ステップS8では、撮像制御部3から送ら
れて来る選択指示によって選択した3枚分の画像データ
A′,B′,C′を画像処理部4に転送し、画像処理部
4では、送られて来る3枚の画像A′,B′,C′を夫
々1/4の大きさに縮小して1枚の画像PTとしてフレ
ームメモリに集める圧縮処理(ステップS9)と、ナン
バープレートNPの一連指定番号を含む画像のイメージ
を強調する前処理(ステップS10)と、この画像の2
値化処理(ステップS11)と、同じくこの画像のラベ
リング処理(ステップS12)と、この画像から一連指
定番号のナンバープレート候補を抽出するための抽出処
理(ステップS13)と、ナンバープレート候補の画像
を原画像A′,B′,C′から切出して1枚のメモリに
集める切出し処理(ステップS14)と、この1枚に集
められた多値画像からナンバープレートNPの区分文字
と種別文字と陸支コードを含む画像のイメージを強調す
るための前処理(ステップS15)と、この画像を白黒
2値の画像に変換するための2値化処理(ステップS1
6)と、2値化した画像の中の文字等の位置と大きさの
情報を抽出するラベリング処理(ステップS17)と、
ラベルデータから最もナンバープレートらしいものを選
択してこれをナンバープレートとして決定する処理(ス
テップS18)と、各画像のナンバープレートに決まっ
たエリアより文字画像を切出す切出し処理(ステップS
19)と、切出した文字画像を1つのエリアに集める処
理(ステップS20)と、この集めた画像データを一括
してホストコンピュータ1Hの文字認識部5に送る送信
処理(ステップS21)を順番に実行して、その後、ス
テップS22に進む仕組になっている。
【0026】尚、上述した文字画像の切出し処理(ステ
ップS19)に於いて、ナンバープレートNPの一連指
定番号は前記ステップS13で抽出され、且つ、保持さ
れているラベル情報より、圧縮多値画像PTを2値化し
た画像から切出され、また、区分文字と種別文字はステ
ップS17のラベル情報より、ステップS16で2値化
した画像から切出し、更に、陸支コードはステップS1
7のラベル情報より、ステップS14で1枚に集めた画
像から切出すように構成されている。
【0027】ステップS22では、文字認識部5によっ
て画像処理部4から送られて来る各文字画像の特徴が抽
出され、次いで、ステップS23に進んでこの抽出した
文字画像を認識してナンバープレートNPの番号(プレ
ートナンバー)を決定し、更に、ステップS24に進ん
でこの決定した番号を記憶部6に格納することによって
処理を終える。
【0028】尚、本発明を駐車場の入庫管理装置として
使用した場合は、決定した番号を記憶部6に格納した
後、更に、図5に示したステップS25に進んで前述し
た通路Rの撮影ラインRLの位置に設けた入口ゲート
(図示せず)を開き、車輌CRの入庫を可能にする一
方、次のステップS26で通過確認用の第2赤外線セン
サー9が車輌CRの通過を検出すると、次のステップS
27に進んで入口ゲートを閉じ、入庫処理を終える仕組
に成っていて、上記記憶部6に格納されたプレートナン
バーは、入庫時刻と一緒に記憶されて、出庫時の料金計
算等に使用される。
【0029】また、上述したプレートナンバーの認識処
理は、第2赤外線センサー9が車輌CRの通路を確認し
ないと次の処理に進まないように構成されており、従っ
て、車輌CRが接近して連続している場合でも、文字認
識を前後の車輌と混同することなく確実に行うことを可
能にする。
【0030】
【発明の効果】以上述べた次第で、本発明に係るナンバ
ープレート認識装置によれば、通路を進行して来る車輌
ナンバープレートを撮像して、そのプレートナンバ
ー、即ち、一連指定番号と区分文字と種別番号と陸支コ
ードを正確に認識することができるのであるが、本発明
では特に、複数台のカメラで撮影した複数枚の画像(ナ
ンバープレート)を1枚に圧縮して、文字認識に必要な
各種の画像処理を1回の工程で行うことができると共
に、ナンバープレート候補画像だけを抜き出し処理して
から、区分文字や種別番号、陸支コードと云った比較的
小さな文字を判定材料として使用するため、処理に要す
る時間を大幅に短縮してプレートナンバーの認識を迅速
に行える利点を発揮できる。また、画像を圧縮しても一
連指定番号は比較的大きな文字で表示されているため、
十分な解像度を備え、更に、区分文字と種別文字と陸支
コードは原画像から抽出するため、小さな文字でも十分
な解像度を得ることができるから、プレートナンバーの
全文字を正確に認識することができるものであって、ナ
ンバープレートを中心位置とする計3枚の画像を選択し
てプレートナンバーを正確に確認する点、並びに、車輌
が接近して連続している場合でも1台ずつ正確にプレー
トナンバーを認識できる等の利点を備える点と相俟っ
て、駐車場の入庫或は出庫管理装置等に使用して洵に好
適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るナンバープレート認識装置の一実
施例を示した構成図である。
【図2】ナンバープレート認識制御装置の電気的構成を
説明したブロック図である。
【図3】画像の選択と圧縮の工程を説明した構成図であ
る。
【図4】本発明によってナンバープレートを認識する処
理手順を説明したフローチャートである。
【図5】図4のフローチャートの続きを示したフローチ
ャートである。
【符号の説明】
R 通路 CR 車輌 A′〜E′ 画像 PT 1枚に圧縮した画像 C1〜C5 カメラ 1 ナンバープレート認識制御装置 1H ホストコンピュータ 2 画像メモリ 3 撮像制御装置 4 画像処理部 5 文字認識部 6 画像記憶部 7 ストロボ 8 第1赤外線センサー 9 第2赤外線センサー 10 超音波センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤 琢磨 神奈川県横浜市港北区大豆戸町275番地 アマノ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−217027(JP,A) 特開 昭63−66696(JP,A) 特開 昭62−178682(JP,A) 特開 平2−196400(JP,A) 特開 昭63−208385(JP,A) 特開 昭63−14281(JP,A) 特開 昭61−213999(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06K 9/20 340 G06K 9/00 G08G 1/04 H04N 7/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通路幅の全領域を複数の領域に分割して
    撮影できるように複数台のカメラを配置し、これ等複数
    台のカメラが撮影した画像に所定の処理を行って車輌の
    ナンバープレートを認識するように構成したナンバープ
    レート認識装置に於いて、 上記複数台のカメラが撮影した画像の中から車輌が撮影
    されている複数枚の画像を選び出す画像選択手段と、選
    び出した複数枚の画像を縮小して1枚のメモリに集め
    1枚の多値画像とする画像圧縮手段と、この多値画像に
    写っているナンバープレートから汚れやノイズを除去し
    てナンバープレート上の一連指定番号のイメージを強調
    する前処理手段と、強調された一連指定番号の大きさと
    位置関係の情報から判断して、ナンバープレート候補
    成り得る画像を抽出するナンバープレート候補抽出手段
    と、この抽出したナンバープレート候補の画像を原画像
    から切り出して1枚のフレームメモリに集める一連指定
    番号のための画像切り出し手段と、上記のフレームメモ
    リに集めたナンバープレート候補の多値画像に対して、
    前記と同様な前処理を行ってナンバープレート上の区分
    文字と種別番号と陸支コードの各イメージを強調した
    後、これ等強調された区分文字と種別番号と陸支コード
    の大きさと位置関係の情報から判断して、最もナンバー
    プレートに成り得る画像を選択してこれをナンバープレ
    ートとして決定するナンバープレート決定手段と、上記
    各画像のナンバープレートに決まったエリアより一連指
    定番号、区分文字、種別番号、陸支コードの各文字画像
    を切り出す文字画像切り出し手段と、この切り出した文
    字画像データからナンバープレートの番号を決定するプ
    レート番号決定手段とを備えて成ることを特徴とするナ
    ンバープレート認識装置。
  2. 【請求項2】 通路の左右両側に超音波センサーを設置
    して、これ等超音波センサーの音波を通路上の車輌に当
    てて車輌の中心を検出し、この中心位置とその左右両側
    の各領域、又は、中心位置が端の場合は、中心位置と隣
    接する2つの各領域を撮影領域とする計3台のカメラが
    撮影した画像を、車輌が写っている画像として画像選択
    手段が選び出すように構成したことを特徴とする請求項
    1記載のナンバープレート認識装置。
  3. 【請求項3】 複数台のカメラによってナンバープレー
    トが撮影される撮影位置を通過した位置に、車輌の通過
    を確認する通過確認センサーを設けて、この通過確認セ
    ンサーが車輌の通過を確認しないと、次に続く車輌のナ
    ンバープレートの認識処理を行わないように構成したこ
    とを特徴とする請求項1記載のナンバープレート認識装
    置。
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