JPH08190691A - ナンバープレート抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車をビデオカメラで撮像して車両を特定
することの画像処理において、ナンバープレートを高精
度に、短時間に抽出できるようにする。 【構成】 ナンバープレートの大きさに対応したサーチ
ウインドウ内で水平に並ぶ各画素毎の輝度データを水平
微分して微分値を求めて“１”，“０”に２値化する２
値化手段と、設定されたサーチウインドウ内における
“１”の数から評価量を算出する評価量算出手段と、設
定されたサーチウインドウよりも小さい所定のサイズを
きざみ値とし、そのサーチウインドウで車両の画像の全
部を走査する走査手段と、前記きざみ値の走査毎に評価
量を算出し、その算出された評価量の最も大きい値のサ
ーチウインドウの位置をナンバープレートの位置と判定
する判定手段とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有料道路のゲートを通
過する車両の不正通過を監視したり、あるいは、有料駐
車場に入出場する車両を監視したり、さらには、自動検
問を行うときなどのように車両を特定するために採用さ
れる、画像処理システムの撮像データからナンバープレ
ートを抽出するためのナンバープレート抽出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両（自動車）を特定す
るための画像処理システムにおいては、車両をビデオカ
メラで撮像し、先ず、その撮像データからナンバープレ
ートを抽出した後、その抽出データから陸運支局（支
局）文字や車両番号等が読出されるように構成されてい
る。

【０００３】従来のナンバープレートの抽出の手法は、
２次元画像データを空間２次微分するなどして微分画像
を求めた後、所定のしきい値で２値化し、この２値画像
を領域分割処理によってラベリングし、部分画像の面積
やその縦寸法、横寸法を求めて、ナンバープレート中の
車両番号の数字候補となる部分画像を検出していた。そ
して、検出された部分の画像間の位置関係を調べて、所
定の位置関係にある部分画像群を１つのブロックとして
まとめ、それぞれのブロックに含まれる部分画像の数及
びブロックの寸法から、ナンバープレート中の車両番号
として確率の高い領域を検出していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のナンバープレート抽出手法では、領域分割という処
理時間に関して負担の大きい画像処理が必要なうえに、
理想的な部分画像を得ることは難しく、パタンの接触や
切れが頻繁に生じ、かつ微小ノイズの除去等処理過程も
複雑となる欠点があった。また、車両の登録番号の数字
が必ず４桁存在するとは限らない数字部分の位置関係を
利用しているため、ナンバープレート付近にフォグラン
プやステッカー等の付属物が存在すると、ナンバープレ
ートの抽出に誤りが発生してしまうという欠点があっ
た。

【０００５】特に、有料駐車場に設けられるビデオカメ
ラのように、ビデオカメラの設置位置が低いと、フォグ
ランプのような低位置に設けられる付属物もナンバープ
レートと同程度の撮像データが作られてノイズとなり、
ナンバープレート抽出に不具合が発生しやすかった。

【０００６】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、ナンバープレ
ート抽出時間が短く、しかも確実にナンバープレートを
抽出することのできるナンバープレート抽出装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るナンバープ
レート抽出装置は、上記目的を達成するために、ビデオ
カメラで撮像されたナンバープレートを含む所定の領域
の車両の画像に対して、そのナンバープレートの大きさ
に対応した矩形領域のサーチウインドウを設定するサー
チウインドウ設定手段と、設定されたサーチウインドウ
内で水平に並ぶ各画素毎の輝度データを水平方向に微分
して微分値を求め、その微分値を所定のしきい値を用い
て“１”，“０”に２値化する２値化手段と、設定され
たサーチウインドウ内における２値化された“１”の数
から評価量を算出する評価量算出手段と、設定されたサ
ーチウインドウよりも小さい所定のサイズをきざみ値と
し、そのサーチウインドウで前記所定の領域の車両の画
像の全部を走査する走査手段と、前記きざみ値の走査毎
に前記評価量を算出し、その算出された評価量の最も大
きい値のサーチウインドウの位置をナンバープレートの
位置と判定する判定手段とを有することを特徴としてい
る。

【０００８】また、本発明に係るナンバープレート抽出
装置は、上記目的を達成するために、ビデオカメラで撮
像されたナンバープレートを含む所定の領域の車両の画
像に対して、そのナンバープレートの大きさに対応した
矩形領域のサーチウインドウを設定するサーチウインド
ウ設定手段と、設定されたサーチウインドウを横方向及
び縦方向に関して複数に等間隔に区画して形成された大
きさのサブウインドウを形成するサブウインドウ形成手
段と、形成されたサブウインドウ内で水平に並ぶ各画素
毎の輝度データを水平方向に微分して微分値を求め、そ
の微分値を所定のしきい値を用いて“１”，“０”に２
値化する２値化手段と、形成されたサブウインドウ内に
おける２値化された“１”の数からそのサブウインドウ
の微分密度を算出する微分密度算出手段と、算出された
微分密度をナンバープレートの文字配列に従って重み付
けを行う重み付け手段と、設定されたサーチウインドウ
における重み付けされた値の総和値を求めて評価量を算
出する評価量算出手段と、形成されたサブウインドウの
サイズをきざみ値とし、設定されたサーチウインドウで
前記所定の領域の車両の画像の全部を走査する走査手段
と、前記きざみ値の走査毎に前記評価量を算出し、その
算出された評価量の最も大きい値のときのサーチウイン
ドウの位置をナンバープレートの位置と判定する判定手
段とを有することを特徴としている。

【０００９】また、前記走査手段は所定の領域の車両の
画像の下部の一方から他方に水平方向に、かつ下部から
上部に向て行い、前記判定手段はその走査の途中におい
て、評価量が所定の値を越え、かつその所定の値を越え
た上部の評価量が所定の値以下のときにその走査を中止
し、その所定の値を越えたときのサーチウインドウの位
置をナンバープレートの位置と判定するものであること
を特徴としている。

【００１０】

【作用】上記構成において、ナンバープレートを含む車
両の画像は、ナンバープレートに対応したサーチウイン
ドウで所定のきざみ値毎に走査される。この走査の際、
サーチウインドウ内の水平方向の微分値の２値化データ
“１”の数から評価量が求められる。そして、その評価
量の最も大きいときに、その評価量のサーチウインドウ
位置がナンバープレートの位置と判定される。また、上
記評価量は、ナンバープレートの文字配列にしたがって
重み付けされて評価される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明装置を駐車場管理システムに適用
したときの概略構成図であって、図中、１は駐車場入口
の車両走行路Ｒの斜め前方に設置された車両登録番号認
識器を示していて、車両走行路Ｒを走行する車両Ｃをビ
デオカメラ２で撮像して、その映像信号を画像処理して
車両登録番号を認識するように構成されている。

【００１２】センサＳは、車両走行路Ｒの一方の路側部
に設置された投光器Ｓ1 と、この投光器Ｓ1 と走行路Ｒ
を挾んで対向して設置された受光器Ｓ2 とから構成され
ている。そして、このセンサＳは、車両登録番号認識器
１に接続されていて、投光器Ｓ1 からの照射光を車両Ｃ
が遮断するのを検知して、画像入力のトリガを与えるこ
とができるように構成されている。

【００１３】車両登録番号認識器１は、このトリガに同
期して車両ＣのナンバープレートＰを含む車両Ｃの前景
画像をビデオカメラ２から入力し、このとき、照明器３
がそのトリガに同期して発光し、屋内、屋外及び昼夜を
問わず鮮明な画像を得ることができるように構成されて
いる。

【００１４】図２は、車両登録番号認識器１のブロック
図であって、この種の画像処理装置と同様にマイクロコ
ンピュータを中心に構成されている。すなわち、ＣＰＵ
１０は、バスラインを介して、ビデオカメラ２からのビ
デオ信号を画像メモリ１１に静止画として記憶する画像
入力回路１２を接続しているとともに、上記照明器３及
びセンサＳをＩ／Ｏ回路１３を介して接続している。

【００１５】ＣＰＵ１０には、バスラインを介して画像
処理プロセッサ１４が接続されていて、ここで本発明の
特徴的構成要素のナンバープレート抽出、及びその他の
ナンバープレートＰの文字の読出処理が行われ、読出さ
れた文字はＩ／Ｏ回路１３を介して図示しない駐車場管
理装置へ出力されるように構成されている。

【００１６】次に、本実施例に係るナンバープレート抽
出動作について説明する。先ず、本発明に係るナンバー
プレート抽出原理を図３を用いて説明すると、縦横が所
定の大きさからなる処理エリアＡ、例えば、図３に示さ
れるように、縦横が２５６×５１２ドットの処理エリア
Ａを所定の大きさのマス目、例えば、図示の例では縦横
１６×３２ドットのサブウインドウＷ1 で区切って、サ
ブウインドウＷ1 内の微分密度を値とするメッシュ画像
を形成し、このメッシュ画像をナンバープレートＰの大
きさに対応したサーチウインドウＷ2 で走査し、微分密
度の高いサーチウインドウＷ2 の位置をナンバープレー
トＰの位置と判定するようにしている。

【００１７】上記サーチウインドウＷ2 の大きさは、図
示の例ではサブウインドウＷ1 の大きさで縦横に３×７
である。すなわち、図３の処理エリアＡにおけるナンバ
ープレートＰの大きさ、つまり車両Ｃの車頭がセンサＳ
に差しかかって撮像されたときの大きさが、図４に示さ
れるように、ほぼサーチウインドウＷ2 の大きさとなる
ように、センサＳとビデオカメラ２との位置関係が決め
られている。

【００１８】図５のフローチャートを用いて、処理エリ
アＡ，サブウインドウＷ1 及びサーチウインドウＷ2 を
図３に示された値に設定したときのナンバープレートＰ
の抽出について説明する。

【００１９】今、車両Ｃの車頭がセンサＳで検出され
て、そのときにビデオカメラで撮像されたビデオ信号
は、静止画として画像メモリ１１に記憶される（ステッ
プ１００、ステップ１０２。以下、ステップをＳとす
る。）。

【００２０】画像メモリに記憶された画像データは、図
３に示される処理エリアＡの大きさで、その中には少な
くともナンバープレートＰが含まれている。処理エリア
Ａは、下部から走査されて濃度データの水平微分が行わ
れる（Ｓ１０４）。

【００２１】この水平微分は、微分される座標の左右２
ドットを含む５ドットの濃度データ（ｄ-2，ｄ-1，ｄ0
，ｄ1 ，ｄ2 ）に対して微分カーネル（ｋ-2，ｋ-1，
ｋ0 ，ｋ1 ，ｋ2 ）＝（−１，−２，０，２，１）から
求められる。ここで５ドットは、ナンバープレートＰの
文字（数字も含む）の線幅に対応し、５ドットの濃度デ
ータが単調増加、又は単調減少のときに微分値が高くな
ることから決められている。なお、ナンバープレートＰ
の周りの車両Ｃのグリルの濃度変化は細かく、５ドット
内において極大と極小があるので、微分値が小さくなる
という特性を有している。つまり、ナンバープレートＰ
の文字のエッジ部分の微分値が大きくなることを意味し
ている。

【００２２】上記の濃度データ（ｄ-2，ｄ-1，ｄ0 ，ｄ
1 ，ｄ2 ）と微分カーネル（ｋ-2，ｋ-1，ｋ0 ，ｋ1 ，
ｋ2 ）の掛け合わされた微分値は、所定のしきい値によ
り“１”，“０”に２値化され、各サブウインドウＷ1
，Ｗ1 …毎にカウントされる（Ｓ１０６）。

【００２３】次いで、サーチウインドウＷ2 を処理エリ
アＡの下部左側から右側に水平方向に、さらに下部から
上部にかけて、かつサブウインドウＷ1 のきざみで処理
エリアＡ全部を走査し、その走査毎のサーチウインドウ
Ｗ2 内の“１”の総和値Ｗが求められる（Ｓ１０８）。

【００２４】この総和値Ｗが最も大きい位置がナンバー
プレートＰの位置である。このため、１走査毎の総和値
Ｗが前回の総和値Ｗと比較されて、最も総和値Ｗが大き
い位置が抽出できるように、ナンバープレートＰの候補
位置が補正される（Ｓ１１０肯定、Ｓ１１２、Ｓ１１４
否定）。そして、最終的に総和値Ｗの最も大きい位置が
ナンバープレートＰの位置と判定される（Ｓ１１６）。

【００２５】ところで、サーチウインドウＷ2 を上述の
ように処理エリアＡを下部から水平方向に、かつ下部か
ら上部へ走査したとき、ナンバープレートＰは、通常、
処理エリアＡの下半分に撮像されているので、上述のよ
うに走査して、総和値Ｗの値が今までの総和値Ｗの最大
を示した後、上方に向かって徐々に総和値Ｗの値が小さ
くなれば、その最大の総和値Ｗの値を示した位置がナン
バープレートＰの位置と判定することができる。

【００２６】したがって、上述のように走査して総和値
Ｗの値が今までの値の最大で、その後、上方に向かって
小さくなる場合は、その後の走査を中止してナンバープ
レートＰの抽出時間を大幅に短縮することができる。

【００２７】図６及び図７は、ナンバープレートＰの文
字配列から求められるフィルタＦでフィルタ処理するこ
とにより、高精度にナンバープレートＰを抽出するよう
にした例を示している。

【００２８】すなわち、上述の例では、サーチウインド
ウＷ2 内の２値化微分データの総和値Ｗの最大値をナン
バープレートＰの位置と判定したが、ここでは、サブウ
インドウＷ1 内の微分密度をナンバープレートＰの文字
配列に従ったフィルタＦで重み付けを行い、その重み付
けされた総和値Ｗの最大の位置をナンバープレートＰの
位置と判定するようにしている。

【００２９】図７は、フィルタＦの具体例であり、いず
れのナンバープレートでも存在する支局文字、登録No.
の１桁等の位置が大きなウエイト（文字の「２」）が付
されていることを示している。

【００３０】このように、重み付けされた総和値Ｗは、
ナンバープレートＰを高精度に抽出できる。また、この
場合も、上述したような処理エリアＡを下部から水平微
分し、かつ下部から上部へ走査するようにすると、走査
時間を短縮することができる。

【００３１】さて、上述のようにして、ナンバープレー
トＰが抽出された後は、従来の文字読取りと同様に、文
字の切出処理、濃度及びサイズの正規化処理され（Ｓ１
１８、Ｓ１２０）、次いで、ニューラルネット方式によ
り文字が識別される（Ｓ１２２）。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係るナンバープレート抽出装置
は、ビデオカメラで撮像されたナンバープレートを含む
所定の領域の車両の画像に対して、そのナンバープレー
トの大きさに対応した矩形領域のサーチウインドウを設
定するサーチウインドウ設定手段と、設定されたサーチ
ウインドウ内で水平に並ぶ各画素毎の輝度データを水平
方向に微分して微分値を求め、その微分値を所定のしき
い値を用いて“１”，“０”に２値化する２値化手段
と、設定されたサーチウインドウ内における２値化され
た“１”の数から評価量を算出する評価量算出手段と、
設定されたサーチウインドウよりも小さい所定のサイズ
をきざみ値とし、そのサーチウインドウで前記所定の領
域の車両の画像の全部を走査する走査手段と、前記きざ
み値の走査毎に前記評価量を算出し、その算出された評
価量の最も大きい値のサーチウインドウの位置をナンバ
ープレートの位置と判定する判定手段とからなるので、
ナンバープレートを高精度に抽出することができる。

【００３３】また、ビデオカメラで撮像されたナンバー
プレートを含む所定の領域の車両の画像に対して、その
ナンバープレートの大きさに対応した矩形領域のサーチ
ウインドウを設定するサーチウインドウ設定手段と、設
定されたサーチウインドウを横方向及び縦方向に関して
複数に等間隔に区画して形成された大きさのサブウイン
ドウを形成するサブウインドウ形成手段と、形成された
サブウインドウ内で水平に並ぶ各画素毎の輝度データを
水平方向に微分して微分値を求め、その微分値を所定の
しきい値を用いて“１”，“０”に２値化する２値化手
段と、形成されたサブウインドウ内における２値化され
た“１”の数からそのサブウインドウの微分密度を算出
する微分密度算出手段と、算出された微分密度をナンバ
ープレートの文字配列に従って重み付けを行う重み付け
手段と、設定されたサーチウインドウにおける重み付け
された値の総和を求めて評価量を算出する評価量算出手
段と、形成されたサブウインドウのサイズをきざみ値と
し、設定されたサーチウインドウで前記所定の領域の車
両の画像の全部を走査する走査手段と、前記きざみ値の
走査毎に前記評価量を算出し、その算出された評価量の
最も大きい値のときのサーチウインドウの位置をナンバ
ープレートの位置と判定する判定手段とからなるので、
高精度に、かつ短時間にナンバープレートを抽出するこ
とができる。

【００３４】また、走査手段を所定の領域の車両の画像
の下部の一方から他方に水平方向に、かつ下部から上部
に向て行い、さらに、判定手段をその走査の途中におい
て、評価量が所定の値を越え、かつその所定の値を越え
た上部の評価量が所定の値以下のときにその走査を中止
し、その所定の値を越えたときのサーチウインドウの位
置をナンバープレートの位置と判定するようにしたとき
は、より短時間にナンバープレートを抽出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置を駐車場管理システムに適用したと
きの概略構成図である。

【図２】電気的構成を示すブロック図である。

【図３】処理エリアの説明図である。

【図４】ナンバープレートとサーチウインドウの関係を
示す説明図である。

【図５】ナンバープレート抽出制御動作を示すフローチ
ャートである。

【図６】重み付けされた総和値を求めるための説明図で
ある。

【図７】フィルタの具体例である。

【符号の説明】

１ 車両登録番号認識器 ２ ビデオカメラ ３ 照明器 １０ ＣＰＵ １１ 画像メモリ １２ 画像入力回路 １３ Ｉ／Ｏ回路 １４ 画像処理プロセッサ Ｃ 車両 Ｐ ナンバープレート Ｓ センサ Ｒ 車両走行路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオカメラで撮像されたナンバープレ
   ートを含む所定の領域の車両の画像に対して、そのナン
   バープレートの大きさに対応した矩形領域のサーチウイ
   ンドウを設定するサーチウインドウ設定手段と、 設定されたサーチウインドウ内で水平に並ぶ各画素毎の
   輝度データを水平方向に微分して微分値を求め、その微
   分値を所定のしきい値を用いて“１”，“０”に２値化
   する２値化手段と、 設定されたサーチウインドウ内における２値化された
   “１”の数から評価量を算出する評価量算出手段と、 設定されたサーチウインドウよりも小さい所定のサイズ
   をきざみ値とし、そのサーチウインドウで前記所定の領
   域の車両の画像の全部を走査する走査手段と、 前記きざみ値の走査毎に前記評価量を算出し、その算出
   された評価量の最も大きい値のサーチウインドウの位置
   をナンバープレートの位置と判定する判定手段と、 を有することを特徴とするナンバープレート抽出装置。
2. 【請求項２】 ビデオカメラで撮像されたナンバープレ
   ートを含む所定の領域の車両の画像に対して、そのナン
   バープレートの大きさに対応した矩形領域のサーチウイ
   ンドウを設定するサーチウインドウ設定手段と、 設定されたサーチウインドウを横方向及び縦方向に関し
   て複数に等間隔に区画して形成された大きさのサブウイ
   ンドウを形成するサブウインドウ形成手段と、形成され
   たサブウインドウ内で水平に並ぶ各画素毎の輝度データ
   を水平方向に微分して微分値を求め、その微分値を所定
   のしきい値を用いて“１”，“０”に２値化する２値化
   手段と、 形成されたサブウインドウ内における２値化された
   “１”の数からそのサブウインドウの微分密度を算出す
   る微分密度算出手段と、 算出された微分密度をナンバープレートの文字配列に従
   って重み付けを行う重み付け手段と、 設定されたサーチウインドウにおける重み付けされた値
   の総和値を求めて評価量を算出する評価量算出手段と、 形成されたサブウインドウのサイズをきざみ値とし、設
   定されたサーチウインドウで前記所定の領域の車両の画
   像の全部を走査する走査手段と、 前記きざみ値の走査毎に前記評価量を算出し、その算出
   された評価量の最も大きい値のときのサーチウインドウ
   の位置をナンバープレートの位置と判定する判定手段
   と、 を有することを特徴とするナンバープレート抽出装置。
3. 【請求項３】 走査手段は所定の領域の車両の画像の下
   部の一方から他方に水平方向に、かつ下部から上部に向
   て行い、判定手段はその走査の途中において、評価量が
   所定の値を越え、かつその所定の値を越えた上部の評価
   量が所定の値以下のときにその走査を中止し、その所定
   の値を越えたときのサーチウインドウの位置をナンバー
   プレートの位置と判定するものであることを特徴とする
   請求項１又は２記載のナンバープレート抽出装置。