JPH03174684A

JPH03174684A - ナンバープレート認識装置

Info

Publication number: JPH03174684A
Application number: JP1313910A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Kumagai; 熊谷　良平
Original assignee: Ezel Inc
Current assignee: Ezel Inc
Priority date: 1989-12-02
Filing date: 1989-12-02
Publication date: 1991-07-29
Also published as: US5315664A; EP0431496A2; EP0431496A3; KR910013026A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、走行する車両のナンバープレートの数字等を
認識する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、走行する車両のナンバープレートの数字を２台の
ビデオカメラを用いて追跡することにより、道路の渋滞
の状態を測定するシステムが知られている。このシステ
ムにおいて、２台のビデオカメラは道路に沿って配置さ
れ、ナンバープレートの数字を撮影するように所定の高
さ位置に設けられており、各カメラから入力されるナン
バープレートの数字に基づいて車両の速度すなわち渋滞
状態が測定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし従来のシステムは、カメラの設置高さが固定され
ているため、通常の高さ位置にナンバープレートが設け
られた車両にしか適用することができない。また従来の
システムはナンバープレートに表示された数字自体が何
であるかを認識しているわけではなく、走行車両のナン
バープレー１・の認識は不可能である。

本発明は、ナンバープレートの高さ位置に関係なく、走
行車両のナンバープレートの表示内容を認識することが
できる装置を提供することを目的としている。

〔問題を解決するための手段〕

本発明に係るナンバープレート認識装置は、画像を入力
する手段と、入力された画像に含まれる個々の図形のフ
ィレ径を求めるとともに、これらのフィレ径から最も大
きいものをプレート領域として認識する手段と、画像の
うち上記プレートｆｉＪｆ域以外の部分をマスクする手
段と、上記プレート領域内の個々の図形のオイラー数を
求め、このオイラー数を用いて数字を判断する手段とを
備えたことを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

本実施例において、ビデオカメラから入力されり車両の
ナンバープレートの情報は、コンピュータにより処理さ
れ゛、そのプレートに表示された数字が認識される。第
１図は、本発明の実施例装置によるナンバープレートの
数字の認識システムの動作を示す。

図示しないビデオカメラは、走行する車両のナンバープ
レートを含む車体部分を撮影し、その画像データはステ
ップ１０において、デジタル画像クの形態で、本システ
ムに入力される。ステップ１１では、スムージングおよ
びシャープニングが行われ、入力されたデジタル画像が
鮮明なものにされる。なお、スムージングとシャープニ
ングの合成処理と比較し、メジアンフィルタによって画
像のエツジを保つスムージングを行った方が、ノイズ除
去効果およびエツジ保持効果は高い。

ステップ１２では、画像を構成する各画素に対して縦方
向の微分および横方向の微分が施され、これら縦方向お
よび横方向の微分値の合計がそれ−ぞれ求められる。縦
方向の微分により、画像の横線が明確なものとなり、ま
た横方向の微分により、画像の縦線が明確なものとなる
。これにより、ナンバープレートの輪郭線と、数字の縦
および横の線とが鮮明になる。

このようにして得られた画像は、ステップ１３において
、判別分析法等により得られた最適闇値に基づいて２値
化される。判別分析法においては、まず画素を濃度に応
して２グループに分けるとともに各グループの画素の濃
度について分散（クラス内分散）を求め、また全画素の
濃度分布を用いて各グループ間のばらつき（クラス間分
散）を求める。そして、クラス間分散とクラス内分散と
の比、すなわち分散比が最大になるような闇値を選択し
、この闇値を用いて画像の全画素を２値化する。

次いでステップ１４では画像について膨張および収縮が
行われ、各図形の輪郭の凹凸が除去される。経験的には
、この膨張および収縮は３回繰り返されることにより良
好な結果が得られている。

なお、本実施例において図形は、ナンバープレートの輪
郭線、数字および文字である。

ステップ１５では、画像に対してラベリングが施される
。つまり、画像中の連続した図形がグループ分けされる
とともに、各図形毎に異なる番号が付される。この番号
は濃度として与えられ、このラヘリングにより、各図形
は相互に異なる濃度が付与される。

ステップ１６では各図形毎にフィレ径が求められ、ステ
ップ１７ではこれらのフイレ径の中から、最大のものが
プレート領域すなわちナンバープレ−トの輪郭を示すも
のとして認識される。

プレート領域以外の部分のデータは、本実施例における
ナンバープレートの認識に不要である。

そこでステップ１８において、プレート領域以外の画素
データが後のステップにおいて使用されるのを防止すべ
くマスクプレーンが形成される。このマスクプレーンは
画像処理システムに設けられたメモリであり、このメモ
リにおいて、ナンバープレート領域には例えば「１」が
、またナンバープレート領域以外には例えばｒＱＪがそ
れぞれセットされる。ステップ１９においてコンピュー
タは、このメモリの内容に基づ（画素データの伝送、す
なわちマスク処理を行い、これによりプレート領域の図
形のデータのみがコンピュータ内の演算部等に入力され
る。

ステップ２０では、ステップ１８のマスク処理によって
得られたプレート領域内の画素データのみが２値化され
る。この２値化された画素データは、ステップ２１にお
いて膨張および収縮され、各図形の輪郭線の凹凸が除去
される。そして、ステップ２２ではラヘリングが行われ
、図形がグループ分けされるとともに、各図形毎に異な
る番号が付される。この番号はステップ１５と同様に濃
度の形態で与えられ、このラヘリングにより、各図形は
相互に異なる濃度が付与される。

ステップ２３では、各図形毎にフィレ径が求められる。

これによりその図形が数字であるか否かが判別され、数
字領域が抽出される。

数字領域に含まれる図形、すなわち数字の図形は、ステ
ップ２４においてチェーンコード化される。ステップ２
５では、各図形毎に、チェーンコードに基づいて口数お
よび凹面積が求められる。

口数は図形周囲の凹部の数であり、凹面積は凹部の面積
である。またステップ２５では各図形のオイラー数およ
び端点数も求められる。オイラー数は、図形に含まれる
Ｔ、、Ｆ、、Ｄ、、Ｅの要素の個数を合計することによ
り求められる。ここでＴ、Ｆ、ＤＸＥの要素について、
３×３コンボリユーシヨンの場合を例にとって説明する
と、第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）に示すよう
に、ＴはＬ字形の３画素のパターン、Ｆは正方形をなす
４画素のパターン、Ｄは斜めに並ぷ２画素のパターン、
Ｅは縦あるいは横に並ぶ２画素のパターンを意味する。

一方、端点数は図形の端部の個数であり、例えば「２」
という文字の場合、２個である。

第３図は、「０」〜「９」の各数字についてそれぞれ、
口数、凹面積、オイラー数および端点数を示したもので
ある。凹面積については、ナンバープレートの文字を実
際に計測することにより容易に得られ、ここでは具体的
な数値は示されていない。

しかして、口数、凹面積、オイラー数および端点数によ
り、数字が特定される。ステップ２６では、これらの情
報から読み取った数字を認識する。

このステップ２６におけるアルゴリズムは種々のものが
可能であり、例えば口数によって数字の種類を限定した
後、凹面積、オイラー数あるいは端点数を用いて数字を
特定してもよい。

なお、ナンバープレートの文字、記号等は、数字とは異
なるフィレ径等を有することから、本システムにおいて
は無視されるが、数字の認識と同様にフィレ径、口数、
端点数等を予め設定しておけば、文字等の認識も可能と
なる。

以上のように本実施例は、車両のナンバープレートを含
む比較的広い部分を撮影するとともに、ナンバープレー
トの部分のみを抽出してフィレ径等を用いて数字を認識
するように構成されている。

したがって、ナンバープレートの取付は位置にかかわら
ず、走行車両のナンバーを即座に認識することができる
。

第４図は本実施例装置における図形処理部３０の構成を
示すものである。

図形処理部３０は、システムバス４１およびローカルバ
ス３１を介してマイクロプロセシングユニット（ＭＰＵ
）４２に接続され、ＭＰＵ４２により制御されてナンバ
ープレートの認識を行う。

ビデオカメラ４３により撮影された画像はＡ／Ｄ変換器
４４によりＡ／Ｄ変換され、メモリ４５に蓄積されて１
画面分のデータとして図形処理部３０に入力される。こ
のメモリ４５は、図形処理部３０のマルチプレクサ３２
に接続される。

図形処理部３０は、フレームメモリ４６からマルチプレ
クサ３２を介して選択的に取り込んだデータをローカル
バス３１を通して近傍処理部３３に転送している。近傍
処理部３３は所定近傍領域（例えば３×３）単位でデー
タを保持し、これらのデータを並列に演算部３４に入力
する。演算部３４は数値演算部３５および状態演算部３
６を有し、近傍処理部３３の出力は数値演算部３５に入
力される。数値演算部３５は、乗算部３５ａ、セレクタ
３５ｂ、統合部３５ｃを順次接続してなり、メジアンフ
ィルタ、微分、膨張、収縮、その他の数値演算を行う。

数値演算は例えば各画素の濃度に乗数を乗した後にこれ
を数値的に統合する処理を行うが、同一の画素には異な
る絶対値の乗数が掛けられることはないという発明者の
知見に基づき最前段に乗算部３５ａが配置されている。

これによって乗算部のカーネル数は同時処理画素数に等
しい最小値とすることができ、これにともなって後段の
セレク０タ３５ｂ、統合部３５ｃのゲート数も減少する。

したがって数値演算部３５は小規模回路で最大限の機能
をもつことができ、処理速度も高速化される。なお、上
記ステップ１１．１２．１４．２１は数値演算部３５に
おいて実行される。

数値演算部３５内のデータは状態演算部３６に導かれる
。状態演算部３６は所定近傍領域内の画素に対して次の
ような判断または演算を行う。

１）中央画素が処理対象画素であるか否か。

１ｉ）８近傍に中央画素と異なる濃度の画素が存在する
か否か。

１ｉｉ）８近傍の各画素が中央画素と同一か否か。

ｉｖ）オイラー数算出のためのＴＦＤＥの各個数。

■）所定パターンとの一致度。

ｖｉ）その他。

このように数値演算とともに状態演算を並列的にしかも
別回路で行うことにより、各回路の効率化と高速化を図
ることができる。また状態演算部３６の出力はそれ自体
が有効な特徴量であり、あるいは特徴量抽出のための有
効なデータである。

状態演算部３６の出力は変換部３７に入力され、さらに
特徴抽出や、積算、比較などの処理により特＠、量が求
められる。なお、上記ステップ２５のためのオイラー数
の要素算出はこの状態演算部３６おいて行われる。

変換部３７はスタティックＲＡＭなどの高速メモリの出
力の分岐にフルアダーなどの軽演算部を接続し、この軽
演算部の出力を高速メモリのデータ入力にフィードバッ
クしてなるものである。このような構成により、同一デ
ータに同一演算を繰返し施したり、データの積算、デー
タの逐次比較等の複雑な演算を小規模の回路において高
速で行うことができる。なお、闇値算出後の２値化（ス
テップ２０）、オイラー数要素の積算（ステップ２５）
、フィレ座標抽出（ステップ１６）はこの変換部３７に
おいて行われる。

演算部３４、変換部３７の出力は出力側のローカルバス
３１を通じてフレームメモリ４６のいずれかに戻されて
いる。

出力側のローカルハス３１には、さらに逐次処理部３８
が接続され、ラベリングなどの逐次処理はこの逐次処理
部で行われる。逐次処理部３８は、ラインメモリとラン
チと論理部を備え、処理対象画素の■つ前のラスタの処
理後濃度を参照しつつ逐次処理を行う。なお、上記ステ
ップ１５．２２はこの逐次処理部３８において行われる
。

このような処理部３０においては、極めて多様な特徴量
を高速でもとめることができる。したがってＭＰＵ４２
は、これらの特徴量に基づいて、判別分析法による２値
化、フィレ径の演算、プレート領域の認識、マスクプレ
ーンの描画、チェーンコード化、四散および凹面積の演
算等を行い、走行する車両のナンバープレートの数字を
迅速に認識する。なおフレームメモリ４６としてデュア
ルポートメモリを採用すれば、データの読出し、書き込
みを極めて高速で行い得る。

Ｃ発明の効果〕以上のように本発明によれば、ナンバープレートの高さ
位置に関係なく、走行車両のナンバープレートの表示内
容を認識することができる、とい　３− う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す流れ図、第２図はオイ
ラー数を求めるためのＴ、Ｆ、Ｄ。Ｅにおける画素の配列を示す図、第３図は各数字における四散、凹面積、オイラー数およ
び端点数を示す表図、第４図は本発明を実施するためのコンピュータの要部を
示す回路図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像を入力する手段と、入力された画像に含まれ
る個々の図形のフィレ径を求めるとともに、これらのフ
ィレ径から最も大きいものをプレート領域として認識す
る手段と、画像のうち上記プレート領域以外の部分をマ
スクする手段と、上記プレート領域内の個々の図形のオ
イラー数を求め、このオイラー数を用いて数字を判断す
る手段とを備えたことを特徴とするナンバープレート認
識装置。