JPH07141587A - 車両ナンバープレート認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 認識速度を高速化可能な車両ナンバープレー
ト認識装置の提供。 【構成】 本装置は、撮影画像に基づき、ホログラムフ
ィルタを用いた光パターンマッチングによってナンバー
プレートＮＰを認識する。従来のコンピュータ方式の場
合は、カメラ３で得た撮影画像からプレート情報を認識
するまでにトータルで約０．５秒要している。それに対
して、プレート位置の検出及びプレート情報の認識を共
にホログラムフィルタ２１を用いた光パターンマッチン
グで行うと、画像前処理Ａまでは０．０３３秒である
が、プレート位置の検出Ｂ及びプレート情報の認識Ｃを
併せても０．０００００１秒しか要せず、後処理Ｄ１を
含めてもトータルで約０．０６しか要しない。すなわち
従来の１０倍程度の高速化が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影された画像に基づ
いて車両のナンバープレートを認識する車両ナンバープ
レート認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、カメラ等の撮影手段によって撮影した画像に基づい
てナンバープレートや車種等を認識する装置が提案され
ている。例えば、特開昭６１−１３８４００号に開示さ
れている車種判別装置は、まず撮影した画像信号に基づ
いて、画像中のどの位置にナンバープレートがあるかを
検出し、次にそのナンバープレートの枠の大きさを識別
して、その大きさから車種を判断するものである。ま
た、撮影画像の中から数字を認識し、その認識した数字
の大きさを識別して、その数字の大きさから車種を判別
するようにしてもよい旨も開示されている。そして、ナ
ンバープレートに記されている数字等を認識することに
よってプレート情報を認識しようとするものである。

【０００３】しかしながら、位置の検出、枠の大きさの
識別、数字の認識、数字の大きさの識別等の一連の処理
には多大な時間を要しており、高速認識を必要とする場
合、大きな障害となる。そして、この多大な時間を要し
てしまう原因としては、各処理がコンピュータによって
電気的に実行されていることが挙げられる。

【０００４】そこで、本発明は、ナンバープレートの位
置あるいはナンバープレート上に記された数字等のプレ
ート情報を瞬時に認識可能な車両ナンバープレート認識
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に成された請求項１記載の車両ナンバープレート認識装
置は、図１の基本構成図中に実線で例示するように、撮
影手段Ｍ１と、該撮影手段Ｍ１によって撮影された画像
に基づいて車両のナンバープレートを認識する認識手段
Ｍ２とを備えた車両ナンバープレート認識装置であっ
て、上記認識手段Ｍ２が、上記撮影画像に基づき、ホロ
グラムフィルタを用いた光パターンマッチングによって
上記ナンバープレートを認識するように構成されたこと
を特徴とする。

【０００６】また、請求項２記載の車両ナンバープレー
ト認識装置は、上記請求項１記載の車両ナンバープレー
ト認識装置において、図１の基本構成図中に破線で示す
ように、上記認識手段Ｍ２が、上記撮影手段Ｍ１により
撮影された画像に基づいて、上記ナンバープレートの位
置を検出するプレート位置検出手段Ｍ３と、該プレート
位置検出手段Ｍ３によって検出されたナンバープレート
の位置情報に基づいて上記撮影画像より上記ナンバープ
レートに対応する撮影画像を切り出し、その切り出した
撮影画像に基づいて上記ナンバープレート上に記されて
いるプレート情報を認識するプレート情報認識手段Ｍ４
とを備え、さらに、上記プレート位置検出手段Ｍ３が、
上記撮影画像に基づき、ホログラムフィルタを用いた光
パターンマッチングによって上記ナンバープレートの位
置を検出するように構成されたことを特徴とする。

【０００７】請求項３記載の車両ナンバープレート認識
装置は、上記請求項２記載の車両ナンバープレート認識
装置において、 上記プレート情報認識手段Ｍ４が、上
記切り出された撮影画像に基づき、ホログラムフィルタ
を用いた光パターンマッチングによって上記ナンバープ
レート上のプレート情報を認識するように構成されたこ
とを特徴とする。

【０００８】なお、上記プレート情報について具体的に
説明すると、日本国内においては、自動車の使用の本
拠位置を管轄する陸運支局名を表示する文字（いわゆる
陸支コード）、自動車の種別及び用途による分類番号
を表示する二桁以下のアラビア数字、自動車運送事業
の用に供するか、自家用かの別などを表示する平仮名又
はローマ字、四桁以下のアラビア数字、によって構成
されている。

【０００９】また、請求項４記載の車両ナンバープレー
ト認識装置は、請求項３記載の装置において、上記プレ
ート情報認識手段Ｍ４が行う光パターンマッチングは、
上記ナンバープレート上のプレート情報に基づいて予め
設定された所定の特徴抽出パターンを用いてマッチング
を行うように構成されたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成を有する請求項１記載の車両ナンバー
プレート認識装置によれば、認識手段Ｍ２が、撮影手段
Ｍ１によって撮影された画像に基づき、ホログラムフィ
ルタを用いた光パターンマッチングによってナンバープ
レートを認識する。本件で採用しているホログラムフィ
ルタを用いた光パターンマッチングは、光学的なパター
ン認識であり、その認識時間が光速度と同等となり非常
に高速となる。従ってナンバープレートを瞬時に認識す
ることが可能となる。例えば従来のコンピュータによっ
て画像信号を解析する場合に比べて１０倍以上も高速化
する。

【００１１】このように瞬時にナンバープレートを認識
することで、適用範囲が広がり、またその効果も向上す
る。例えば、いわゆる高速道路における自動課金システ
ムを実現する場合に、ナンバープレートを高速認識でき
れば、出入口で徐行する必要がなくなり、渋滞の回避に
つながる。また、自動課金にした場合に予想される種々
の違反車両についても対応できる。料金所で、車両毎か
らＩＤカードやＩＤタグによって個人情報（車種情報等
を含む）を得ようとする場合を想定すると、違反の態様
としては例えば、ＩＤタグ等を有していないのに強行に
突破しようとする場合や、あるいは大型車なのに普通車
のＩＤタグによって料金をごまかそうとする場合が考え
られる。

【００１２】ＩＤタグ等を有しないで高速で突破しよう
としても、本車両ナンバープレート認識装置によって高
速認識ができるので、確実に車両のナンバーが判り、例
えば警察への通報や違反車両に対する警告等が早期に行
える。また、大型車なのに普通車のＩＤタグによって料
金をごまかそうとする場合では、認識したナンバープレ
ートより大型車であることが判るので、やはり警察への
通報や違反車両に対する警告等が早期に行える。

【００１３】一方、請求項２記載の車両ナンバープレー
ト認識装置は、認識手段Ｍ２がプレート位置検出手段Ｍ
３とプレート情報認識手段Ｍ４とを備えており、プレー
ト位置検出手段Ｍ３が、撮影画像に基づき、ホログラム
フィルタを用いた光パターンマッチングによってナンバ
ープレートの位置を検出し、プレート情報認識手段Ｍ４
が、その検出されたナンバープレートの位置情報に基づ
いて撮影画像よりナンバープレートに対応する撮影画像
を切り出し、その切り出した撮影画像に基づいてナンバ
ープレート上に記されているプレート情報を認識する。

【００１４】この場合は、最初に撮影画像からナンバー
プレートの位置を検出して切り出した上で、その画像か
らプレート情報を得る方式であり、少なくともそのプレ
ート位置の検出をホログラムフィルタを用いた光パター
ンマッチングによって行っているため、その過程での処
理が高速化される。プレート位置を最初に検出してから
プレート情報を認識する方法の利点を少し挙げておく。
撮影画像からいきなり数字等の認識を行うと、撮影画像
中においてナンバープレート以外にも数字が含まれてい
る場合に、それらナンバープレート以外の数字をも認識
してしまうこととなり、不必要な処理を行うこととなっ
てしまう。これに対して、最初にナンバープレートの位
置を検出し、撮影画像よりナンバープレートに対応する
撮影画像を切り出し、その切り出した撮影画像に基づい
てナンバープレート上に記されているプレート情報を認
識すれば、必要な処理が確実に行える。特に、自動車の
車体に電話番号等の数字が記載されているような商用車
の場合等に有効である。

【００１５】また、請求項３記載の車両ナンバープレー
ト認識装置によれば、上記請求項２記載の車両ナンバー
プレート認識装置の場合に加えて、プレート情報認識手
段Ｍ４も、切り出された撮影画像に基づき、ホログラム
フィルタを用いた光パターンマッチングによって上記ナ
ンバープレート上のプレート情報を認識する。つまり、
プレート位置の検出及びプレート情報の認識を共に、ホ
ログラムフィルタを用いた光パターンマッチングによっ
て行っているので、プレート位置の検出だけを光パター
ンマッチングによって行う場合に比べて、認識速度をさ
らに高速化することができる。

【００１６】なお、このプレート情報認識手段Ｍ４が行
う光パターンマッチングは、請求項４に記載するよう
に、ナンバープレート上のプレート情報に基づいて予め
設定された所定の特徴抽出パターンを用いてマッチング
を行うとよい。この場合の所定の特徴抽出パターンの一
例を挙げると、例えば数字を例にとれば、形状が似てい
る数字パターンを重ね合わせて重複部分を差し引いたも
の等である。具体的には、「３」と「８」とは形状が似
ているので、「８」のパターンから「３」のパターンを
差し引くと、図９に示すような形状が残る。なお、図９
に示すものは、単に差し引いただけでなくエッジの共通
部分を減少させてある。この図形のパターンが、「３」
と「８」とを区別するための特徴抽出パターンとなる。
同様に、図１１には、４つの特徴抽出パターンと「０」
〜「９」までの数字との対応関係を示してある。図１１
は、この４つの特徴抽出パターンを参照画像として用い
て光パターンマッチングを行った場合、各数字と輝点と
の関係を示すものである。

【００１７】ここで、「０」〜「９」までの各数字のパ
ターンを参照画像として、一致する数字の箇所を相関結
果出力面上での輝点から認識する従来の方法と、上記特
徴抽出パターンを用いた認識との比較を図１３を参照し
て説明する。図１３（ａ）に示すような入力画像の場合
について考えると、従来の場合は、図１３（ｂ）に示す
ように、参照画像として「８」を用いると相関結果出力
面上での輝点は、３つ現れてしまう。すなわち、相関結
果出力面での光量のＳ／Ｎ比が悪いため、参照画像の
「８」に対して、相関度合が「８」よりは小さい「２」
や「３」であっても、輝点として現れてしまうのであ
る。それに対して、本案では特徴抽出パターンを用いる
ことによりＳ／Ｎ比が向上し、相関結果出力面上には
「８」の位置にのみ輝点が生じるため、判別が容易に行
えるのである。

【００１８】そして、図１１からも判るように、この場
合は４つの特徴抽出パターンを用いるだけで、数字につ
いては正確に認識できる。同様に、平仮名やローマ字、
漢字等についても同様の手法で実施できる。なお、参照
画像としては用いるのは、なるべく少ない数とすること
が認識速度向上の点からも有効である。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
従って説明する。図２に、本実施例の車両ナンバープレ
ート認識装置の概略構成を示す。本車両ナンバープレー
ト認識装置は、レーザレーダ１、カメラ３、ストロボ光
源５を備えている。レーザレーダ１は、撮影対象となる
車両１０との距離を測定し、車両を撮影可能なある設定
距離（例えばカメラ３との距離＝１５ｍ）になったかど
うかを測定するためのものである。

【００２０】また、カメラ３は、車両１０（この場合は
道路１１上を走行している）のナンバープレートＮＰを
撮影するためのものである。ストロボ光源５は、レーザ
レーダ１からの信号により発光タイミングを決定し、車
両撮影の補助とするものである。この実施例では、スト
ロボ光源５を使用しているが、用途によっては、連続光
源を使用してもよい。この場合は、後述するレーザレー
ダ１からのトリガ信号は必要ない。

【００２１】そして、カメラ３によって得た撮影画像
は、図２に示すように、画像前処理Ａ、プレート位置検
出処理Ｂ、プレート情報認識処理Ｃ、認識結果表示処理
Ｄの各処理が順次行われる。この中のプレート位置検出
処理Ｂまたは、プレート位置検出処理Ｂだけでなくプレ
ート情報認識処理Ｃにおいても用いられる光学系の構成
について図３，４を参照して説明する。

【００２２】光学系は、ホログラムフィルタ作成光学系
（図３）と認識光学系（図４）とに分けることができ、
まずホログラムフィルタ作成光学系から説明する。例え
ばプレート位置検出処理Ｂに関するこのホログラムフィ
ルタ作成光学系の目的は、ナンバープレートＮＰの枠に
相当する図形を本光学系によってフーリエ変換ホログラ
ムとして作成することである。

【００２３】ホログラムフィルタ２１には、レーザ光
（例えばＨｅ−Ｎｅレーザ）が参照光ｒとして入射され
ると共に、ナンバープレートＮＰの枠の形状をしたスラ
イド２３を通過した光が、フーリエ変換レンズ２５を介
して物体光として入射される。そして、それらの２光束
を干渉させ、干渉縞がホログラムフィルタ２１のホログ
ラム面（フーリエ変換面）に記録される。この記録され
た画像を参照画像ａとして後述する認識光学系（図４）
で用いる。フーリエ変換レンズ２５は凸レンズで構成さ
れており、通過した光に対してフーリエ変換作用を施
す。なお、図３中の記号ｆはフーリエ変換レンズ２５の
焦点距離を示している。

【００２４】このようにして作成されたフーリエ変換ホ
ログラムを記録するホログラムフィルタ２１を用いた認
識光学系を、図４を参照して説明する。上記ホログラム
フィルタ作成光学系（図３）で作成したホログラムフィ
ルタ２１に、入力画像ｂを入射させ、ホログラムフィル
タ２１に記録されている参照画像ａと入力画像ｂの相関
演算を行う。この入力画像ｂは、図２におけるカメラ３
で撮影した車両１０の撮影画像（詳しくは画像前処理Ａ
が施された後の画像）が入力画像表示用のＬＣＤ素子２
７に表示される。

【００２５】そして、参照画像ａと入力画像ｂとの相関
演算は、図４に示すように、ホログラムフィルタ２１を
通過して回折した回折光を逆フーリエ変換レンズ２９を
通過させることによって逆フーリエ変換作用が施される
ことによってなされる。そして、その逆フーリエ変換作
用を施された光が相関結果出力面３１に達すると、相関
結果出力面３１上にはナンバープレートＮＰの位置に相
当した場所に輝点が現れるため、その輝点の位置をＣＣ
Ｄ等の光検出素子３３で認識するのである。図４中の記
号ｆ’は逆フーリエ変換レンズ２９の焦点距離を示して
いる。

【００２６】次に、本実施例の作動を図５のフローチャ
ートを中心にして説明する。レーザレーダ１（図２参
照）で常に車両１０までの距離を測定（センシング）し
ており（ステップ１００。以下単にステップをＳと記
す。）、車両撮影可能距離（上述のように例えばカメラ
３との距離＝１５ｍ）に達した場合に車両１０が来たと
判断し（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ストロボ光源５の発光タ
イミング信号の出力（Ｓ１２０）と画像取り込み信号を
出力（Ｓ１３０）するようになっている。

【００２７】このようにレーザレーダ１からのトリガ信
号を受けるとストロボ光源が発光し、その後（それと同
時に）画像を取り込むのである。ここで、レーザレーダ
１の測距原理を説明する。パルス状の光を発光し、それ
が例えば車両１０の反射板等で反射してくる反射光との
ズレを測定すれば車両１０までの距離は簡単に求めるこ
とができる。仮に、発光し終ってから反射光がなくなる
までの時間、あるいは、発光してから反射光が戻ってく
るまでの時間をｔとし、カメラ３から車両１０までの距
離をＬとすると、光速度をｃとして、Ｌ＝ｔｃ／２の関
係が成立するので、カメラ３から車両１０までの距離Ｌ
を求めることができる。

【００２８】本実施例のように、レーザレーダ１を、車
両検知センサに使用することによって非常に高速（１ｍ
sec以下）に車両位置が分かり、トリガ信号を発生させ
ることができる。したがって、従来のような画像処理に
よって車両が来たかどうかを認識する方法に比べ、本実
施例の場合は非常に高速にトリガ信号を発生でき、さら
に、別の位置に車両関知器等を設置することなく車両ナ
ンバープレートＮＰを高速に精度良く取り込むことが可
能となるのである。

【００２９】図５に戻り、Ｓ１３０で取り込んだ画像に
基づいてナンバープレートＮＰを認識する処理について
Ｓ１４０以降を参照して説明する。本実施例の場合はナ
ンバープレートＮＰを認識する際、従来行われていたコ
ンピュータによる画像処理ではなく、ナンバープレート
ＮＰの位置検出（図２のＢ）に光学的処理である光パタ
ーンマッチングを用いることによって高速認識を可能と
するものである。

【００３０】Ｓ１４０以下について説明すると、まずＳ
１４０ではカメラ３から取り込んだ画像に対して前処理
（例えば２値化処理）を行い、コントラストが所定のレ
ベルに達していれば（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０に
進んで、上述の図４に示す光学系のＬＣＤ素子２７上に
前処理を行った画像を出す。

【００３１】それにレーザ光（例えばＨｅ−Ｎｅレー
ザ）を、入射させ、上述のホログラムフィルタ作成光学
系（図３）で作成したホログラムフィルタ２１に入射さ
せ、相関結果出力面２９上の輝点を検出する（Ｓ１７
０）。図６には、参照画像ａと入力画像ｂとによって相
関出力面２９のどの位置へ輝点が現れるかを示す。この
場合、図６（Ａ）に示すように参照画像ａは中央にある
が、入力画像ｂ（すなわち車両１０の後面をとらえた画
像）中においてナンバープレートＮＰは中央にあるとは
限らない。図６（Ｂ）の場合はナンバープレートＮＰは
右下付近にある。この場合、相関出力面２９における輝
点は、図６（Ｃ）に示すように、入力画像ｂにおけるナ
ンバープレートＮＰ（の位置）に対応する位置に輝点が
現れていることが判る。

【００３２】そして、その輝点の座標に基づいて、ナン
バープレートＮＰの位置を求める（Ｓ１８０）。求まっ
た場合は（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、ナンバープレートＮＰ
の位置情報（以下プレート位置情報と呼ぶ）をＸ−Ｙ座
標形式で出力する（Ｓ２００）。なお、ナンバープレー
トＮＰの位置が求まらない場合（Ｓ１９０：ＮＯ）及び
Ｓ１５０でコントラストが所定のレベルに達していない
場合（Ｓ１５０：ＮＯ）はＳ１４０に戻って以下の処理
を繰り返す。

【００３３】続くＳ２１０では、Ｘ−Ｙ座標形式で出力
されたプレート位置情報を基に、原画像より電気的な処
理でナンバープレートＮＰの切り出しを行う。そして、
テンプレートマッチング等のコンピュータによる画像処
理方法で、ナンバープレートＮＰに記されているプレー
ト情報を認識する（Ｓ２２０）。プレート情報が認識で
きれば（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、本ルーチンを終了する。

【００３４】プレート情報について具体的に説明する
と、日本国内においては、自動車の使用の本拠位置を
管轄する陸運支局名を表示する文字（いわゆる陸支コー
ド）、自動車の種別及び用途による分類番号を表示す
る二桁以下のアラビア数字、自動車運送事業の用に供
するか、自家用かの別などを表示する平仮名又はローマ
字、四桁以下のアラビア数字、によって構成されてい
る。

【００３５】ここで、ナンバープレートＮＰの位置を求
め（Ｓ１８０）、プレート位置情報をＸ−Ｙ座標形式で
出力し（Ｓ２００）、ナンバープレートＮＰの切り出し
を行う（Ｓ２１０）際の処理について補足しておく。本
実施例の場合、ナンバープレートＮＰの位置を求めるた
めの光パターン認識として、フーリエ変換ホログラムフ
ィルタによる相関演算を行っている。この相関演算はフ
ーリエ変換ホログラムの理論として一般的なものである
ので詳しくは説明しないが、つまり、入力画像ｂと参照
画像ａ（ホログラムフィルタ２１に記録）の光相関演算
を行って認識するものである。よって、コンピュータで
は非常に大量の計算量を一瞬にして（光速度）演算可能
となるわけである。入力画像ｂが何かが参照画像ａの位
置の輝点の有無により判断できる。

【００３６】このようにして得られた輝点の位置は、ナ
ンバープレートＮＰの中心座標に対応する。従って、そ
の中心座標を（ｘ，ｙ）とすれば、長方形であるナンバ
ープレートＮＰの四隅の座標はそれぞれ、（ｘ＋△ｘ，
ｙ＋△ｙ）、（ｘ＋△ｘ，ｙ−△ｙ）、（ｘ−△ｘ，ｙ
−△ｙ）、（ｘ−△ｘ，ｙ＋△ｙ）と表すことができ
る。そして、中心座標（ｘ，ｙ）から四隅の座標への差
分△ｘ，△ｙは予め判っている（取り込むタイミングが
一定であるためナンバープレートＮＰの大きさは常に一
定となる）ため、ナンバープレートＮＰの切り出し領域
は一瞬にして分かる。なお、大型車の場合にはナンバー
プレートＮＰの枠が普通より大きいものがあるが、その
場合には、対応する枠の参照データをそれぞれ備えてお
けば、２種類以上でも対応可能である。

【００３７】上記方法を採用することで、従来ナンバー
プレートＮＰの位置認識時間が５００ｍsec 〜１sec 程
かかっていたところを、光学的手法を用いることによっ
て１ｍsec 以下で認識可能となり（これは原理的には光
速度で認識できる。）、非常に高速化が達成できる。

【００３８】上記実施例では、プレート位置の検出につ
いて、ホログラムフィルタ２１を用いた光パターンマッ
チングによって行い、ナンバープレートＮＰ上のプレー
ト情報の認識には、テンプレートマッチング等のコンピ
ュータによる画像処理で対応するものとして説明した。
ホログラムフィルタ２１を用いた光パターンマッチング
をプレート位置の検出にのみ用いても、従来に比べて高
速化が達成できるが、プレート情報の認識にも用いる
と、さらなる高速化が達成できる。

【００３９】プレート情報の認識をホログラムフィルタ
２１を用いた光パターンマッチングで行う場合も、原理
は上記プレート位置検出の場合と同様であり、参照画像
ａをプレート情報に対応するものとすればよいのであ
る。プレート情報は、日本国内においては、陸支コード
部分の「漢字」、自動車運送事業用か自家用かの別など
を表示するための「平仮名又はローマ字」、そして「ア
ラビア数字」で構成されている。従って、例えばアラビ
ア数字であれば、０〜９までを参照画像ａとすれば、一
致する数字の箇所が相関結果出力面２９上で輝点とな
り、その輝点の位置をＣＣＤ等の光検出素子で認識すれ
ば、数字を特定できる。陸支コード部分の「漢字」や、
「平仮名又はローマ字」であっても同様に対応できる。

【００４０】以上詳述したように、本実施例における、
ホログラムフィルタ２１を用いた光パターンマッチング
は光学的なパターン認識であり、その認識時間が光速度
と同等となり非常に高速となる。従って、ナンバープレ
ートＮＰを瞬時に認識することが可能となり、従来のコ
ンピュータによって画像信号を解析する場合に比べて非
常に高速化する。その高速化の一例として、図７に従来
の場合と本実施例の場合との、処理時間の比較を示す。

【００４１】図７からも判るように、従来のコンピュー
タ方式の場合は、カメラ３で得た撮影画像からプレート
情報を認識するまでにトータルで約０．５秒要してい
る。それに対して、本実施例の装置によって、プレート
位置の検出及びプレート情報の認識を共にホログラムフ
ィルタ２１を用いた光パターンマッチングで行うと、画
像前処理Ａまでは０．０３３秒であるが、プレート位置
の検出Ｂ及びプレート情報の認識Ｃを併せても０．００
０００１秒しか要せず、後処理Ｄ１を含めてもトータル
で約０．０６しか要しない。すなわち従来の１０倍程度
の高速化が実現できる。なお、ここでいう後処理Ｄ１と
は、図２における認識結果表示処理Ｄにおいて表示可能
なデータ、すなわちコンピュータでの電気的信号処理が
可能なデータとするための処理である。コンピュータ方
式の場合は、そのまま用いることができるので、この後
処理Ｄ１は不必要となる。この後処理Ｄ１が余分に必要
であっても、上述したように１０倍程度の高速化が実現
できるのである。

【００４２】このように、瞬時にナンバープレートＮＰ
を認識することで、車両ナンバープレート認識装置とし
ての適用範囲が広がり、またその効果も向上する。例え
ば、高速道路における自動課金システムを実現する場合
に、ナンバープレートＮＰを高速認識できれば、出入口
で徐行する必要がなくなり、渋滞の回避につながる。ま
た、自動課金方式にした場合に予想される種々の違反車
両についても対応できる。例えば、料金所で車両１０毎
からＩＤカードやＩＤタグによって個人情報（車種情報
等を含む）を得ようとする場合を想定すると、違反の態
様としては例えば、ＩＤタグ等を有していないのに強行
に突破しようとする場合や、あるいは大型車なのに普通
車のＩＤタグによって料金をごまかそうとする場合が考
えられる。

【００４３】ＩＤタグ等を有しないで高速で突破しよう
としても、本車両ナンバープレート認識装置によって高
速認識ができるので、確実に車両１０のナンバーが判
り、例えば警察への通報や違反車両に対する警告等が早
期に行える。また、大型車なのに普通車のＩＤタグによ
って料金をごまかそうとする場合では、認識したナンバ
ープレートより大型車であることが判るので、やはり警
察への通報や違反車両に対する警告等が早期に行える。

【００４４】ところで、ホログラムフィルタ２１を用い
た光パターンマッチングをプレート位置の検出だけでな
く、プレート情報の認識にも用いると、さらなる高速化
が達成できることは上述した。そして、その参照画像ａ
としてはプレート情報に対応するものとすればよく、例
えば０〜９までを参照画像ａとすれば、一致する数字の
箇所が相関結果出力面２９上で輝点となり、その輝点の
位置をＣＣＤ等の光検出素子で認識すれば、数字を特定
できることも述べた。

【００４５】但し、参照画像ａが多いと相関結果の情報
量が増え、後処理に手間がかかり処理速度の低下にもつ
ながる。そこで、参照画像ａを少なくして処理速度の向
上を図ると共に確実な認識を可能とした実施例を以下に
説明する。使用する光学系は、図３，４に示した光学系
と同じなので詳しい説明は省略する。この場合、図３に
おけるスライド２３の形状が、図６に示すような特徴抽
出パターンに対応する参照画像ａに対応する形状にさ
れ、そのスライド２３を通過した光が、フーリエ変換レ
ンズ２５を介して物体光として入射される。なお、特徴
抽出パターンについては、後で詳述する。そして、その
物体光と参照光ｒとの２光束を干渉させ、干渉縞がホロ
グラムフィルタ２１のホログラム面（フーリエ変換面）
に記録される。この記録された画像を参照画像ａ（図
６）として図４の認識光学系で用いる。

【００４６】以下、４桁の数字認識に係る処理を、図８
のフローチャートを参照しながら説明する。なお、全体
の処理の中では、図５に示すフローチャート中のＳ２２
０に代わって実行されるホログラムによる光パターンマ
ッチングを用いたプレート情報認識処理の内の４桁の数
字認識に係る処理が、本処理である。

【００４７】まず、ナンバープレートの画像を取り込み
（Ｓ３１０）、図４に示す光学系のＬＣＤ素子２７上に
フーリエ変換処理を行った入力画像ｂとして表示する
（Ｓ３２０）。この入力画像ｂと、ホログラムフィルタ
２１に記録された参照画像ａとの相関結果が、相関結果
出力面２９上の輝点となって現れるため、その輝点を検
出する（Ｓ３４０）。そして、輝点の存在する領域を判
定し（Ｓ３５０）、さらに各領域内での輝点の数及び位
置を測定して（Ｓ３６０）、それらの輝点存在領域、輝
点数及び位置に基づいて４桁数字の認識をする。こうし
て４桁数字が認識できれば（Ｓ３８０：ＹＥＳ）、本処
理を終了する。

【００４８】数字認識処理の概略は上記の通りである
が、続いて、Ｓ３３０での特徴抽出パターン、Ｓ３５０
〜３７０での数字認識について、さらに図９〜１２を参
照して説明する。まず、本実施例における特徴抽出パタ
ーンについて説明する。ナンバープレートの数字の場合
は全ての入力画像が予め決まっているので、その各画像
を直線と曲線の構成要素に分割する。この構成要素がど
の画像に含まれているかを調べ、なるべく少ない数の要
素を参照画像ａとして用いることで認識する。この際、
要素数が多いと認識が困難となり、またＳ／Ｎ（信号対
雑音）比が劣化する恐れがある。

【００４９】そこで、このＳ／Ｎ比を向上させるため
に、形状が似ている画像パターンを重ね、互いの重なり
部分を消去する。そして、さらにエッジの共通部分を減
少させる。一例として「３」と「８」を区別するための
特徴抽出パターンを図９に示す。まず「８」のパターン
から「３」のパターンを差し引き、エッジの共通部分を
直線及び曲線によって減少させて作成してある。

【００５０】こうして、本実施例の場合は図１０に示す
ように４つの特徴抽出パターンＣＳＰ１〜ＣＳＰ４を設
定してある。ＣＳＰ４は上述したように「３」と「８」
との関係から導かれたパターンであり、ＣＳＰ１は縦
線、ＣＳＰ２は横線、ＣＳＰ３は「６」，「８」，
「９」等にある丸形状のパターンである。

【００５１】図１１には、これら４つの特徴抽出パター
ンＣＳＰ１〜ＣＳＰ４と「０」〜「９」までの数字との
対応関係を示すもので、この４つの特徴抽出パターンＣ
ＳＰ１〜ＣＳＰ４を参照画像ａとして用いた場合の、各
数字と輝点との関係を示すものである。図１１に示すよ
うに、ＣＳＰ１の縦線は「０」，「１」，「４」，
「９」に現れ、「０」の場合は輝点が２つ現れる。また
ＣＳＰ２の横線は「２」，「４」，「５」，「７」に現
れる。そして、ＣＳＰ３の丸形状は「０」，「２」，
「３」，「５」，「６」，「８」，「９」に現れ、
「０」，「３」，「８」，「９」の場合は輝点が２つ現
れる。なお、この図からも判るように、完全な丸形状を
含まない「０」，「２」，「３」，「５」であっても輝
点は現れる。

【００５２】次に、図８のＳ３５０〜３７０で行われる
数字認識について具体例を挙げて説明する。図１２
（ａ）に示すような入力画像ｂの場合、図１０の参照画
像ａとによって相関出力面２９のどの位置へ輝点が現れ
るかを図１２（ｃ）に示す。図１０に示すように、参照
画像ａ中には４分割した各領域ＡＲ１〜ＡＲ４に特徴抽
出パターンＣＳＰ１〜ＣＳＰ４がそれぞれ位置する。相
関結果出力面２９上に現れる輝点は、特徴抽出パターン
ＣＳＰ１〜ＣＳＰ４を含んだ数字の位置にしか生じない
ため、輝点の存在する領域の判定を行う（図８のＳ３５
０）。輝点の存在する領域は、この場合は入力画像ｂの
数字が４桁であることが判っているので、図１２（ｂ）
に示すように、それぞれに対応する領域が決定される。
すなわち、各特徴抽出パターンＣＳＰ１〜ＣＳＰ４毎
に、この場合は入力画像ｂの構成要素である４つの数字
「６」，「１」，「８」，「１」の順番に領域が決定さ
れるのである。

【００５３】そして、輝点の存在する領域を判定し、そ
の存在する領域内での輝点の数及び位置を測定し（図５
のＳ３５０，Ｓ３６０）、それら輝点存在領域、輝点数
及び位置に基づいて４桁数字の認識をする。なお、図１
２（ｃ）に示すように、各特徴抽出パターンＣＳＰ１〜
ＣＳＰ４との相関領域内における縦線Ｌは、入力画像ｂ
を構成する４桁数字の認識時において、何桁目の数字か
を区別するために必要である。

【００５４】図１２（ｃ）に示す場合の相関出力面２９
への出力結果について分析してみると、１桁目の数字に
対してはＣＳＰ３のみの輝点が現れ、２桁目の数字に対
してはＣＳＰ１のみの輝点が現れている。また、３桁目
の数字に対してはＣＳＰ３の輝点が２つ現れ、ＣＳＰ４
の輝点も現れている。そして、４桁目の数字に対しては
ＣＳＰ１のみの輝点が現れている。したがって、図１１
に示した対応関係を参照すると、ＣＳＰ１のみの輝点が
現れている２桁目と４桁目の数字は「１」であることが
判る。また、ＣＳＰ３のみの輝点が現れている１桁目の
数字は「６」であることが判る。そして、ＣＳＰ４の輝
点が現れた３桁目の数字は「８」であることが判る。Ｃ
ＳＰ３が２つ現れる数字は他にも３つ（０，３，９）あ
るが、ＣＳＰ４の輝点が現れるのは「８」だけである。

【００５５】ここで、従来の方法、つまり「０」〜
「９」までの各数字のパターンを参照画像ａとして、一
致する数字の箇所を相関結果出力面２９上での輝点から
認識する方法と、上記実施例のように特徴抽出パターン
ＣＳＰ１〜ＣＳＰ４を用いた認識との比較を図１３を参
照して説明する。

【００５６】図１３（ａ）に示すような入力画像ｂの場
合について考えると、従来の場合は、図１３（ｂ）に示
すように、参照画像ａとして「８」を用いると相関結果
出力面２９上での輝点は、３つ現れてしまう。すなわ
ち、相関結果出力面２９での光量のＳ／Ｎ比が悪いた
め、参照画像ａの「８」に対して、相関度合が「８」よ
りは小さい「２」や「３」であっても、輝点として現れ
てしまうのである。

【００５７】それに対して、本実施例では特徴抽出パタ
ーンＣＳＰ４を用いることにより、相関結果出力面２９
上には「８」の位置にのみ輝点が生じ、判別が容易に行
えるのである。なお、上記実施例は、数字認識だけでな
く、平仮名又はローマ字であっても同様に対応できる。
また、陸支コード部分の「漢字」については、全陸支コ
ードをピックアップすると、例えば「三重」と「三
河」、「大阪」と「大分」等のように同じ漢字が使用さ
れているものがあるので、参照パターンは、全ての陸支
コードを用意するのではなく、個々の漢字を用いるとよ
い。

【００５８】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。上述した実施例ではナ
ンバープレートＮＰの位置を認識するのに前記の方法は
枠で行ったが枠に限られるものでなく、ナンバープレー
トＮＰの特徴のある部分（例えば中心にあるハイホンで
も可）であればどのような形状でもよい。

【００５９】また、上記実施例では図２に示すように、
車両１０の後方からの画像によりナンバープレートＮＰ
を取り込んでいたが、車両１０の前方からでもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の車両ナン
バープレート認識装置によれば、ナンバープレートの位
置あるいはナンバープレート上に記された数字等のプレ
ート情報を瞬時に認識可能であり、その適用範囲が広が
る。

【００６１】特に、請求項２記載のものでは、最初に撮
影画像からナンバープレートの位置を検出して切り出し
た上で、その画像からプレート情報を得る方式であり、
少なくともそのプレート位置の検出をホログラムフィル
タを用いた光パターンマッチングによって行っているた
め、その過程での処理が高速化される。プレート位置を
最初に検出してからプレート情報を認識するようにする
と、撮影画像中においてナンバープレート以外にも数字
が含まれている場合であっても、切り出した撮影画像に
基づいてナンバープレート上に記されているプレート情
報を認識すれば必要な処理が確実に行えるため、例えば
車体に電話番号等の数字が記載されているような商用車
の場合等に対しても有効である。

【００６２】また、請求項３記載の装置によれば、プレ
ート位置の検出に加えてプレート情報の認識も、ホログ
ラムフィルタを用いた光パターンマッチングによって行
うため、認識速度をさらに高速化することができる。さ
らに、請求項４に記載したように、光パターンマッチン
グを、ナンバープレート上のプレート情報に基づいて予
め設定された所定の特徴抽出パターンを用いて行えば、
相関結果を出力する面での光量のＳ／Ｎ比が向上し、判
別が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の基本的構成を例示するブロック図で
ある。

【図２】 本発明の車両ナンバープレート認識装置の概
略構成を示す説明図である。

【図３】 本実施例のホログラムフィルタ作成光学系を
示す説明図である。

【図４】 本実施例の認識光学系を示す説明図である。

【図５】 本実施例の車両ナンバープレート認識装置の
作動を示すフローチャートである。

【図６】 参照画像ａと入力画像ｂとによって相関出力
面への輝点の現れる状態を示す説明図である。

【図７】 従来のコンピュータ方式の場合と本実施例の
場合との、処理時間の比較を示す説明図である。

【図８】 数字認識に係る処理を示すフローチャートで
ある。

【図９】 「３」と「８」を区別するための特徴抽出パ
ターンを示す説明図である。

【図１０】 特徴抽出パターンＣＳＰ１〜ＣＳＰ４を示
す説明図である。

【図１１】 特徴抽出パターンＣＳＰ１〜ＣＳＰ４を参
照画像として用いた場合の、各数字と輝点との関係を示
す説明図である。

【図１２】 図８のＳ３５０〜３７０で行われる数字認
識についての具体例を示す説明図である。

【図１３】 「０」〜「９」までの各数字のパターンを
参照画像として、一致する数字の箇所を相関結果出力面
上での輝点から認識する方法と、特徴抽出パターンＣＳ
Ｐ１〜ＣＳＰ４を用いた認識との比較を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…レーザレーダ１、 ３…カメラ、 ５…ストロボ光
源、 １０…車両、２１…ホログラムフィルタ、 ２３
…スライド、 ２５…フーリエ変換レンズ、２７…ＬＣ
Ｄ素子、 ２９…逆フーリエ変換レンズ、 ３１…相関
結果出力面、３３…光検出素子、 ａ…参照画像、
ｂ…入力画像、ＮＰ…ナンバープレート、 ＣＳＰ１
〜ＣＳＰ４…特徴抽出パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｇ 1/04 Ｄ 7531−3Ｈ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影手段と、該撮影手段によって撮影さ
   れた画像に基づいて車両のナンバープレートを認識する
   認識手段とを備えた車両ナンバープレート認識装置であ
   って、 上記認識手段が、上記撮影画像に基づき、ホログラムフ
   ィルタを用いた光パターンマッチングによって上記ナン
   バープレートを認識するように構成されたことを特徴と
   する車両ナンバープレート認識装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１記載の車両ナンバープレー
   ト認識装置において、 上記認識手段が、 上記撮影手段により撮影された画像に基づいて、上記ナ
   ンバープレートの位置を検出するプレート位置検出手段
   と、 該プレート位置検出手段によって検出されたナンバープ
   レートの位置情報に基づいて上記撮影画像より上記ナン
   バープレートに対応する撮影画像を切り出し、その切り
   出した撮影画像に基づいて上記ナンバープレート上に記
   されているプレート情報を認識するプレート情報認識手
   段とを備え、 さらに、上記プレート位置検出手段が、上記撮影画像に
   基づき、ホログラムフィルタを用いた光パターンマッチ
   ングによって上記ナンバープレートの位置を検出するよ
   うに構成されたことを特徴とする車両ナンバープレート
   認識装置。
3. 【請求項３】 上記請求項２記載の車両ナンバープレー
   ト認識装置において、 上記プレート情報認識手段が、上記切り出された撮影画
   像に基づき、ホログラムフィルタを用いた光パターンマ
   ッチングによって上記ナンバープレート上のプレート情
   報を認識するように構成されたことを特徴とする車両ナ
   ンバープレート認識装置。
4. 【請求項４】 上記請求項３記載の車両ナンバープレー
   ト認識装置において、 上記光パターンマッチングは、上記ナンバープレート上
   のプレート情報に基づいて予め設定された所定の特徴抽
   出パターンを用いてマッチングを行うように構成された
   ことを特徴とする車両ナンバープレート認識装置。