KR101403876B1 - Method and Apparatus for Vehicle License Plate Recognition - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 트리거 신호를 이용하지 않은 상태에서 왜곡되어 입력될 수 있는 차량 영상들에 대해서도 고성능으로 인식할 수 있는 CCTV 감시용 차량 번호판 인식하는 방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides a method and apparatus for recognizing a vehicle license plate for CCTV surveillance capable of recognizing high-performance vehicle images that can be distorted and input without using a trigger signal.

Description

차량 번호판 인식 방법과 그 장치 {Method and Apparatus for Vehicle License Plate Recognition}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for recognizing a license plate,

본 발명은 차량 번호판 인식을 하기위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 차량 번호판 영상을 차량 번호판 테두리정보를 이용하여 정확한 차량 번호판을 인식하게 할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for recognizing a license plate, and more particularly, to an apparatus and method for recognizing an accurate license plate using license plate image information.

최근 전국적으로 스마트시티 조성에 대한 관심이 높아지면서 지능형 교통 시스템 구축에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 특히 도로상에서 정속으로 주행하는 차량들의 번호판을 실시간으로 인식해서 자동으로 관리할 수 있는 기술은 지능형 교통시스템 구축의 핵심적인 요소이다. Recently, as interest in smart city construction has increased nationwide, studies on the construction of intelligent transportation system are actively being carried out. Especially, the technology to recognize and manage the license plates of vehicles running at constant speed on the road in real time is a key element of building intelligent transportation system.

일반적으로 도로상에 설치된 CCTV에서 차량 영상을 획득했을 때 번호판의 기울어짐이나 햇빛 또는 조명의 영향 등으로 영상이 왜곡되어 정확한 번호판 인식이 어려운 경우가 존재한다. 특히 CCTV 설치의 간편성을 위해 트리거 신호를 사용하지 않은 상태에서 정속으로 주행하는 차량의 영상을 획득할 경우에는 번호판 영상의 기하학적 왜곡이나 영상 화질의 저하 현상이 심화되어 차량 번호판의 자동 인식이 더욱 어려운 경우가 발생할 수 있다. Generally, when a vehicle image is acquired from a CCTV installed on the road, the image is distorted due to the inclination of the license plate, the influence of sunlight or illumination, and thus it is difficult to recognize the license plate accurately. Particularly, in order to simplify the installation of CCTV, when the image of the vehicle traveling at a constant speed without using the trigger signal is acquired, the geometric distortion of the image of the license plate or the degradation of the image quality is deepened, May occur.

CCTV 카메라가 고정된 상태에서 차량의 주행 위치가 달라질 경우에 획득한 번호판 영상은 그 기하학적 형태가 다양하게 변형될 수 있고 수직 방향 촬영 각도에 따라 문자와 번호판의 테두리가 접촉되어 나타나는 경우가 발생할 수 있다. 그리고 햇빛의 영향으로 스미어 현상이 생기거나 야간 조명의 영향으로 블러링 현상이 발생한 왜곡된 영상이 입력될 수도 있다. 이러한 번호판 영상의 왜곡이 일어날 경우에는 번호판 후보영역의 검출이 상대적으로 어려워져서 전체적인 번호판 인식률을 저하시키는 결정적인 요인으로 작용할 수 있다. 번호판 후보 영역을 검출하기 위해서 번호판의 색상 정보를 이용하는 방법, 외곽 테두리 정보를 이용하는 방법 그리고 번호판 문자 배치 정보를 이용하는 방법 등이 주로 사용되고 있다. 그 중에서 번호판 문자들의 고유한 배치 정보를 해석해서 번호판 후보 영역을 검출하는 방법이 기하학적 왜곡이나 화질의 저하 등에 비교적 강한 것으로 알려져 있다.When the driving position of the vehicle is changed in a state where the CCTV camera is fixed, the license plate image obtained may be variously deformed in its geometric shape, and the characters and the edges of the license plate may come into contact with each other depending on the vertical photographing angle . In addition, a smear phenomenon may occur due to the influence of sunlight, or a distorted image may be input where blurring occurs due to the influence of night illumination. If the distortion of the license plate image occurs, the detection of the license plate candidate region becomes relatively difficult, which can be a decisive factor for lowering the license plate recognition rate as a whole. A method of using the color information of the license plate, a method of using the outline frame information, and a method of using the license plate character arrangement information are mainly used in order to detect the license plate candidate area. Among them, it is known that the method of detecting the license plate candidate region by analyzing the unique arrangement information of license plate characters is relatively strong, such as geometrical distortion and deterioration of image quality.

번호판 영상이 왜곡되어 입력될 경우 번호판 내 문자들의 위치가 변형되거나 번호판 테두리와 문자들이 접촉되는 현상이 발생해서 번호판 영역을 판단하기 위한 문자 구성 정보의 해석이 매우 힘들게 된다. 이러한 왜곡 현상이 발생한 번호판 영상에서도 문자 획 정보를 정확하게 추출할 수 있는 방안을 마련해야만 고성능의 번호판 인식 시스템을 구성 할 수 있다. 문자 획 정보만 정확하게 추출할 수 있다면 번호판 후보 영역을 검출하기 위한 규칙을 명확하게 정의할 수 있다.When the image of the license plate is distorted, the characters of the license plate are deformed or the characters of the license plate are in contact with each other. Therefore, interpretation of the character configuration information for determining the license plate area becomes very difficult. A high-performance license plate recognition system can be constructed only by extracting character stroke information accurately from license plate images having such distortion. If only character stroke information can be accurately extracted, a rule for detecting a license plate candidate region can be clearly defined.

이러한 번호판 영상의 왜곡이 일어날 경우에는 번호판 문자들의 고유한 배치 정보를 해석하여 번호판 후보 영역을 검출하는 방법이 기하학적 왜곡이나 화질의 저하 등에 비교적 강한 것으로 알려져 있다.In case of distortion of the image of the license plate, it is known that the method of detecting the license plate candidate region by interpreting the unique arrangement information of the license plate characters is relatively strong, such as geometric distortion and image quality degradation.

번호판 후보 영역 검출을 위해 번호판에 기록된 문자 정보를 해석하기 위해서는 문자 획이 잘 보존된 테두리 정보를 찾아내는 기술이 필수적으로 요구된다. 하지만 트리거 신호를 사용하지 않은 CCTV에서 차량 영상을 획득할 때 나타날 수 있는 번호판의 왜곡 영상으로부터 문자 획이 잘 보존된 테두리 정보를 추출하기 위한 방법들에 대한 것이 필수적으로 요구되고 있다.
In order to analyze the character information recorded on the license plate for detecting the license plate candidate area, it is essential to have a technique of finding frame information in which character strokes are well preserved. However, there is a need for methods for extracting frame information with well preserved character strokes from distorted images of license plates that may appear when acquiring vehicle images from CCTVs that do not use trigger signals.

한국공개특허 [10-2005-0075989]("자동 차량번호인식 시스템", 이하 종래기술 2)에서는 차량 번호 인식 시스템이 개시되어 있다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0075989 ("Automatic Vehicle Number Identification System "; hereinafter referred to as Prior Art 2) discloses a vehicle number recognition system.

한국공개특허 [10-2005-0075989]Korean Patent Publication [10-2005-0075989]

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기하학적 왜곡이나 화질의 저하가 일어난 영상에서도 문자 획의 정밀한 분석이 가능하도록 하기 위해 테두리기반 문자 세그먼트 추출 알고리즘을 마련하여 번호판 인식 성능을 높일 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a frame-based character segment extraction algorithm in order to enable precise analysis of character strokes even in an image in which geometric distortion or image quality deteriorates, And to provide an apparatus and a method that can increase the number of users.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 차량 번호판 인식 방법에 있어서, 입력된 차량 영상에서 차량 번호판을 인식하여 번호판 영역을 추출하는 번호판 영역 추출 단계; 상기 번호판 영역 추출 단계에서 얻어진 번호판 영상의 잡음을 제거하여 필터링 및 보정 작업을 수행하는 번호판 영상 보정 단계; 상기 영상 보정 단계에서 보정된 영상에서 인식 대상 개별 문자 블롭(blob)들을 분할(segment)하는 개별 문자 분할 단계; 및 상기 개별 문자 분할 단계에서 세분화 된 개별 문자 블롭들을 한글 및 숫자 인식기를 이용하여 인식하는 번호판 문자 인식 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a license plate recognition method of a vehicle license plate recognition method, comprising: a license plate region extraction step of recognizing license plates from an inputted vehicle image to extract a license plate area; A license plate image correcting step of removing noise of the license plate image obtained in the license plate area extracting step to perform a filtering and correcting operation; An individual character segmentation step of segmenting recognition object individual character blobs in the image corrected in the image correction step; And recognizing the individual character blobs segmented in the individual character segmentation step using a Hangul and a numeral recognizer.

또한, 상기 번호판 영역 추출 단계는 상기 입력된 차량 영상에 대해 테두리 기반의 분할 및 레이블링을 수행하는 번호판 영역 분할 및 레이블링 단계; 상기 번호판 영역 분할 및 레이블링 단계에서 번호판 영역이라 판단되는 부분을 선택적으로 스캔하는 번호판 영역 스캔 단계; 및 상기 번호판 영역 스캔 단계에서 스캔된 영상을 이용하여 번호판 위치와 컬러 성분을 검출하는 번호판 영역 검출 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Also, the number plate region extracting step may include: partitioning and labeling a license plate area, which performs border-based partitioning and labeling on the input vehicle image; A license plate area scanning step of selectively scanning a portion determined as a license plate area in the license plate area dividing and labeling step; And a license plate area detecting step of detecting a license plate position and a color component using the image scanned in the license plate area scanning step.

또, 상기 번호판 영역 분할 및 레이블링 단계는 상기 입력된 차량 영상에 대해 DoG필터를 적용하여 차량 명도(luminance) 영상 정보를 추출하는 명도 영상 추출 단계; 상기 명도 영상 추출 단계에서 얻어진 영상의 차량 영상 전체에 대해 2차 미분 필터링을 수행하여 영상 정보 추출 하는 2차 미분 영상 추출 단계; 상기 2차 미분 영상 추출 단계에서 필터링 한 영상에 대한 수평 방향으로 영교차점을 추출하는 수평방향 영교차점 추출 단계; 상기 수평방향 영교차점 추출 단계에서 추출된 영교차점들을 연결한 라인 테두리 분할들을 수직방향으로 누적시켜서 생성된 문자 획 분할에 대해 동일한 생상을 할당하는 방식으로 문자 세그먼트 컬러링 영상을 생성하는 문자 컬러링 영상 생성 단계; 상기 문자 컬러링 영상 생성 단계에서 생성된 테두리 기반 세그먼트 컬러링 영상에서 문자 정보 추출하는 문자 정보 추출 단계; 및 미리 결정된 적어도 하나 이상의 번호판 도면 정보를 이용하여 상기 문자 정보 추출 단계에서 추출한 영상 정보의 미리 결정된 패턴에 맞는 숫자 블롭을 찾고 이를 바탕으로 번호판 영역을 결정하는 번호판 영역 결정 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Also, the number plate region dividing and labeling step may include a brightness image extracting step of extracting vehicle luminance image information by applying a DoG filter to the input vehicle image; A second differential image extracting step of extracting image information by performing second derivative filtering on the entire vehicle image of the image obtained in the brightness image extracting step; A horizontal direction zero crossing extracting step of extracting a zero crossing point in a horizontal direction with respect to an image filtered in the second differential image extracting step; A character coloring image generation step of generating a character segment coloring image in such a manner that the same generation is allocated to the generated character stroke division by accumulating line frame partitions connecting the zero crossings extracted in the horizontal direction zero crossing point extraction step in the vertical direction ; A character information extraction step of extracting character information from the frame-based segment coloring image generated in the character coloring image generation step; And a license plate area determination step of determining a license plate area based on the numerical blob matching the predetermined pattern of the image information extracted in the character information extraction step using the predetermined number plate drawing information, .

또한, 상기 미리 결정된 패턴에 맞는 숫자 블롭은 번호판 영역 내에서 상대적으로 큰 동일 크기의 4개의 연속된 블롭인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the numeric blob corresponding to the predetermined pattern may be characterized by being four consecutive blobs of the same size, which are relatively large, in the license plate area.

또, 상기 번호판 영역 결정 단계는 상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 좌측으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단하는 좌측 탐색 단계; 상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 위쪽으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단하는 위쪽 탐색 단계; 한 줄로 배치된 TYPE1c의 경우 6개의 숫자가 배열(D6-D1)에서 기하학적 왜곡정보를 추출하는 기하학적 왜곡정보 추출 단계; 및 상기 기하학적 왜곡정보 추출 단계에서 추출된 번호판 내의 문자 배열 정보에 따라 기하학적 변형을 통해 왜곡을 보정하면서 크기를 보정하여 정규화하는 정규화 단계; 를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the license plate area determination step may include a left search step of searching the left side based on the four consecutive blobs and judging the presence of remaining numbers and Hangul area, the number of characters and the number of digits; An upper search step of searching upwards on the basis of the four consecutive blobs and judging the presence or absence of remaining numbers and Hangeul regions, the number of characters and the number of numbers; A geometric distortion information extraction step of extracting geometric distortion information in an array (D6-D1) of six numbers in case of TYPE1c arranged in one line; And a normalizing step of correcting the distortion and correcting the distortion by geometric transformation according to the character array information in the license plate extracted in the step of extracting the geometric distortion information, . ≪ / RTI >

또한, 상기 번호판 영역 결정 단계는 상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 좌측으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단하는 좌측 탐색 단계; 상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 위쪽으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단하는 우측 탐색 단계; 두 줄로 배치된 TYPE2c의 경우 4개의 숫자배열(D4-D1)에서 기하학적 왜곡정보를 추출하는 기하학적 왜곡정보 추출 단계; 및 상기 기하학적 왜곡정보 추출 단계에서 추출된 번호판 내의 문자 배열 정보에 따라 기하학적 변형을 통해 왜곡을 보정하면서 크기를 보정하여 정규화하는 정규화 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.Also, the license plate area determination step may include a left search step of searching the left side based on the four consecutive blobs and judging the presence or absence of remaining numbers and Hangul areas, the number of characters and the number of numbers; A right search step of searching upwardly based on the four consecutive blobs and judging the presence or absence of remaining numbers and Hangeul regions, the number of characters and the number of numbers; A geometric distortion information extraction step of extracting geometric distortion information from four numerical arrays (D4-D1) in case of TYPE2c arranged in two lines; And a normalizing step of correcting distortion and correcting the distortion by geometric transformation in accordance with the character array information in the license plate extracted in the step of extracting the geometric distortion information.

또, 상기 번호판 영상 보정 단계는 상기 번호판 영역 추출 단계에서 얻어진 번호판 영상의 잡음제거를 위한 필터링 처리를 수행하는 필터링 처리 단계; 및 상기 필터링 처리 단계에서 필터링 된 영상의 개선 작업을 수행하는 필터링 영상 개선 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.The license plate image correcting step may include: a filtering process step of performing a filtering process for noise removal of the license plate image obtained in the license plate area extracting step; And a filtering image improving step of performing an improving operation on the filtered image in the filtering processing step.

또한, 상기 필터링 처리단계는 상기 번호판 영역 추출 단계에서 얻어진 번호판 영상을 이용하여 원근감 교정을 수행하는 원근감 교정 단계; 및 상기 원근감 교정 단계에서 교정된 번호판 영상을 가우시안 스무딩과 메디안 필터링을 차례로 수행하여 잡음을 제거하는 잡음 제거 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.The filtering process may include: a perspective correction step of performing a perspective correction using the license plate image obtained in the license plate area extraction step; And a noise removal step of removing the noise by successively performing Gaussian smoothing and median filtering on the license plate image corrected in the perspective correction step.

또, 상기 필터링 영상 개선 단계는 기하학적 왜곡에 대한 보정(de-skew) 작업을 수행하는 왜곡 보정 단계; 및 번호판 배경 대비 문자들의 획을 강조하기 위해 명도 영상에서 영상 향상(image enhancement) 기술을 적용하는 명도 영상 개선 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.The filtering image enhancement step may include a distortion correction step of performing a de-skew operation on the geometric distortion; And a brightness image enhancement step of applying an image enhancement technique in the brightness image to emphasize the stroke of the license plate background contrast characters.

또한, 상기 왜곡 보정 단계는Further, the distortion correction step

다음 식The following equation

Figure 112012021701514-pat00001
Figure 112012021701514-pat00001

(정규화할 번호판 영상에서의 번호판 영상에서의 4개의 꼭짓점 좌표 T1, T2, T3 및 T4를 각각

Figure 112012021701514-pat00002
에 대입, 대응되는 원본 영상의 S1(x,y), S2(x,y), S3(x,y), 및 S4(x,y) 좌표를 x,y에 대입)(Four corner coordinates T1, T2, T3 and T4 in the license plate image in the license plate image to be normalized, respectively
Figure 112012021701514-pat00002
(X, y), S2 (x, y), and S4 (x, y) coordinates of the corresponding original image to x, y)

을 이용하여 다양한 형태와 크기로 추출된 번호판 소스 영상을 정규화하고, 이를 매칭과 역매칭 방법을 도입하여 기하학적 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다., The license plate source images extracted in various shapes and sizes are normalized, and the geometric distortion is corrected by introducing a matching and an inverse matching method.

또, 상기 개별 문자 분할 단계는 상기 번호판 영상 보정 단계에서 보정된 영상을 이진 영상으로 변환 하는 이진 영상 변환 단계; 상기 이진 영상 변환 단계에서 이진화된 영상을 번호판 형태에 따른 문자열 배치 정보를 바탕으로 차량 번호판의 개별 문자들을 문자 단위의 분할(segment) 추출을 통하여 문자 분할을 하는 문자 단위 분할 추출 단계; 및 상기 문자 단위 분할 추출 단계에서 각 분할 문자들은 인식 대상이 되는 개별 문자 블롭(blob)들을 추출하는 개별 문자 블롭 추출 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.The individual character segmentation step may include a binary image conversion step of converting the image corrected in the license plate image correction step into a binary image; A character-based segmentation step of segmenting the individual characters of the license plate by character segmentation based on the character string arrangement information according to license plate type in the binary image conversion step; And an individual character blob extracting step of extracting individual character blobs to be recognized as the respective divided characters in the character unit division extracting step.

아울러, 상기 번호판 문자 인식 단계는 상기 개별 문자 분할 단계에서 분할된 문자를 정규화 시키는 문자 분할 정규화 단계; 및 차량 영상 트레이닝, 문자 트레이닝, 그리고 신경망 트레이닝을 이용한 신경망을 이용해서 개별 숫자 및 한글을 인식하는 개별 문자 인식 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the license plate character recognizing step may include a character division normalization step of normalizing characters divided in the individual character division step; And an individual character recognizing step of recognizing individual numbers and Korean characters using a neural network using vehicle image training, character training, and neural network training.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 차량 번호판 인식 장치에 있어서, 차량 영상을 획득하는 영상 수집부; 상기 영상 수집부에서 획득한 영상의 차량 번호판 영역을 추출하는 번호판 영역 추출부; 상기 번호판 영역 추출부에서 획득한 영상을 보정하는 번호판 영상 보정부; 상기 영상 보정부에서 보정한 영상의 개별 문자를 분할하는 문자 분할부; 및 상기 문자 분할부에서 분할된 개별 문자를 인식하는 문자 인식부;를 포함하여 구성할 수 있다.In order to solve the above-described problems, the vehicle license plate recognition apparatus of the present invention comprises: an image collection unit for acquiring a vehicle image; A license plate region extracting unit for extracting a license plate area of the image acquired by the image collecting unit; A license plate image correcting unit for correcting the image acquired by the license plate area extracting unit; A character division unit for dividing individual characters of the image corrected by the image correction unit; And a character recognition unit for recognizing individual characters divided by the character division unit.

또, 상기 번호판 영역 추출부는 상기 영상 수집부에서 획득한 영상의 번호판 영역 분할 및 레이블링을 하는 번호판 영역 분할부; 미리 결정된 적어도 하나 이상의 번호판 도면 정보를 이용하여 상기 번호판 영역 분할부로부터 얻은 정보를 이용하여 번호판 영역이라 판단되는 부분을 선택적으로 스캔하는 번호판 영역 스캔부; 및 상기 번호판 영역 스캔부에서 스캔된 영상을 이용하여 번호판 위치와 컬러 성분을 검출하는 번호판 영역 검출부;를 포함하여 구성할 수 있다.The number plate region extracting unit may include a number plate region dividing unit for dividing and labeling the number plate region of the image acquired by the image collecting unit; A license plate area scanning unit for selectively scanning a portion determined as a license plate area by using information obtained from the license plate area division unit using at least one license plate drawing information determined in advance; And a license plate area detector for detecting a license plate position and a color component using the image scanned by the license plate area scan unit.

또한, 상기 번호판 영역 분할부는 입력된 차량 영상에 대해 DoG필터를 적용하여 차량 명도(luminance) 영상 정보를 추출하는 명도 영상 추출부; 차량 영상 전체(201)에 대해 2차 미분 필터링을 수행하여 영상 정보 추출 하는 2차 미분 영상 추출부; 상기 2차 미분 영상 추출부에서 필터링 한 영상에 대한 수평 방향으로 영교차점을 추출하는 수평방향 영교차점 추출부; 상기 수평방향 영교차점 추출부에서 추출된 영교차점들을 연결한 라인 테두리 분할들을 수직방향으로 누적시켜서 생성된 문자 획 분할에 대해 동일한 생상을 할당하는 방식으로 문자 세그먼트 컬러링 영상을 생성하는 문자 컬러링 영상 생성부; 상기 문자 컬러링 영상 생성부에서 생성된 테두리 기반 세그먼트 컬러링 영상에서 문자 정보를 추출하는 문자 정보 추출부; 및 상기 문자 정보 추출부에서 추출한 영상 정보에서 미리 결정된 패턴에 맞는 숫자 블롭을 찾고 이를 바탕으로 번호판 영역을 결정정하는 번호판 영역 결정부;를 포함하여 구성할 수 있다.Also, the license plate area dividing unit may include a brightness image extracting unit for extracting vehicle luminance image information by applying a DoG filter to the input vehicle image; A second-order differential image extracting unit for performing second-order differential filtering on the entire vehicle image 201 to extract image information; A horizontal direction zero crossing point extracting unit for extracting a zero crossing point in a horizontal direction with respect to the image filtered by the second differential image extracting unit; A character coloring image generating unit for generating a character segment coloring image in such a manner that the same segmentation is allocated to the generated character stroke segmentation by accumulating line segment segments connecting the zero crossings extracted by the horizontal direction zero crossing point extracting unit in the vertical direction, ; A character information extracting unit for extracting character information from the frame-based segment coloring image generated by the character coloring image generating unit; And a license plate area determination unit for finding a numeric blob corresponding to a predetermined pattern from the image information extracted by the character information extraction unit and determining a license plate area based on the numerical blob.

또, 상기 번호판 영상 보정부는 상기 번호판 영역 추출부에서 얻어진 번호판 영상의 잡음제거를 위한 필터링 처리를 수행하는 필터링 처리부; 및 상기 필터링 처리부에서 필터링 된 영상의 개선 작업을 수행하는 필터링 영상 개선부;를 포함하여 구성할 수 있다.The license plate image correcting unit may include: a filtering processing unit for performing a filtering process for noise removal of the license plate image obtained by the license plate region extracting unit; And a filtering image improving unit for performing an improving operation on the filtered image in the filtering processing unit.

아울러, 상기 필터링 처리부는 상기 번호판 영역 추출부에서 얻어진 번호판 영상(104)을 이용하여 원근감 교정을 수행하는 원근감 교정부; 및 상기 원근감 교정부에서 교정된 번호판 영상을 가우시안 스무딩과 메디안 필터링을 차례로 수행하여 잡음을 제거하는 잡음 제거부;를 포함하여 구성할 수 있다.
In addition, the filtering processing unit may include a perspective sensing unit that performs perspective sensing using the license plate image 104 obtained from the license plate region extracting unit; And noise eliminator for removing noise by sequentially performing Gaussian smoothing and median filtering on the license plate image calibrated in the perspective sensing part.

본 발명에 의하면, 차량 번호판 인식 방법에 있어서, 도로상에 설치된 CCTV에서 차량 영상을 획득했을 때 번호판의 기울어짐이나 햇빛 또는 조명의 영향 등으로 영상이 왜곡되어 정확한 번호판 인식이 어려운 경우에도 높은 신뢰도를 보장 받을 수 있다. 기하학적 왜곡이나 화질의 저하가 일어난 영상에서도 문자 획의 정밀한 분석이 가능하도록 하기 위해 테두리기반 문자 세그먼트 추출 알고리즘을 마련하여 번호판 인식 성능을 높일 수 있게 된다.According to the present invention, in the method of recognizing a license plate, even when the image is distorted due to inclination of the license plate, influence of sunlight or illumination when acquiring the vehicle image from the CCTV installed on the road, Can be guaranteed. In order to enable precise analysis of character strokes even in images with geometric distortion or deteriorated image quality, it is possible to improve recognition performance of license plate by providing a frame-based character segment extraction algorithm.

또한, 테두리 기반 세그먼트 필터링 결과를 기반으로 문자 획들을 탐색할 수 있는 규칙을 마련함으로써 다양한 환경에서도 번호판 영역 검출이 가능한 효과가 더욱 뛰어나다.
In addition, by providing a rule for searching character strokes based on the frame-based segment filtering result, it is possible to detect the license plate area even in various environments.

도 1은 차량 영상에서 번호판 위치 검출 및 인식 알고리즘의 흐름도.
도 2는 차량 영상에서 번호판 위치 검출 및 인식 알고리즘의 세부 흐름도.
도 3은 번호판 추정 규칙에 대한 두 가지 형태의 예제도.
도 4는 영상을 정규화하기 위한 기하학적 변환 예제도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a flow chart of a license plate position detection and recognition algorithm in a vehicle image.
2 is a detailed flowchart of a license plate position detection and recognition algorithm in a vehicle image.
Figure 3 is an example of two types of license plate estimation rules.
Figure 4 is an example geometric transformation for normalizing an image.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 번호판 인식 방법 및 장치는 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a vehicle license plate recognition method and apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 차량 영상에서 번호판 위치 검출 및 인식 알고리즘의 흐름도이고, 도 2는 차량 영상에서 번호판 위치 검출 및 인식 알고리즘의 세부 흐름도이며, 도 3은 번호판 추정 규칙에 대한 두 가지 형태의 예제도이고, 도 4는 영상을 정규화하기 위한 기하학적 변환 예제도이다.FIG. 2 is a detailed flowchart of a license plate position detection and recognition algorithm in a vehicle image. FIG. 3 is an example of two types of license plate estimation rules, and FIG. 4 is an example of a geometric transformation for normalizing an image.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 번호판 인식 장치는 영상 수집부, 번호판 영역 추출부, 번호판 영상 보정부, 개별문자 분할부 및 번호판 문자 인식부를 포함하여 이루어 질 수 있으며, 이때 상기 영상 수집부는 CCTV, DVR, 네트워크 카메라, CCD 카메라, 적외선 카메라 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 구성할 수 있다. The vehicle license plate recognizing apparatus according to an embodiment of the present invention may include an image collecting unit, a license plate region extracting unit, a license plate image correcting unit, a separate character dividing unit, and a license plate character recognizing unit. A DVR, a network camera, a CCD camera, and an infrared camera.

상기 번호판 영역 추출부는 번호판 영역 분할부, 번호판 영역 스캔부 및 번호판 영역 검출부를 포함하여 구성할 수 있다. 이때, 상기 번호판 영역 분할부는 명도영상 추출부, 2차 미분 영상 추출부, 수평방향 영교차점 추출부, 문자 컬러링 영상 생성부, 문자 정보 추출부, 번호판 영역 결정부를 포함하여 구성할 수 있다. 또, 번호판 영상 보정부는 필터링 처리부와 필터링 영상 개선부를 포함하여 구성할 수 있으며 상기 필터링 처리부는 원근감 교정부 및 잡음 제거부를 포함하여 구성할수 있고, 상기 필터링 영상 개선부는 왜곡 보정부와 명도영상 개선부를 포함하여 구성할 수 있다. 상기 개별 문자 분할부는 이진영상 변환부, 문자 단위 분할 추출부 및 개별 문자 블롭 추출부를 포함하여 구성할 수 있다. 상기 번호판 문자 인식부는 문자 분할 정규화부와 개별 문자 인식부를 포함하여 구성할 수 있다.
The license plate area extracting unit may include a license plate area dividing unit, a license plate area scanning unit, and a license plate area detecting unit. The license plate area dividing unit may include a brightness image extracting unit, a second differential image extracting unit, a horizontal direction zero crossing extracting unit, a character coloring image generating unit, a character information extracting unit, and a license plate area deciding unit. The license plate image correcting unit may include a filtering processing unit and a filtering image improving unit. The filtering processing unit may include a perspective sensitivity correcting unit and a noise removing unit. The filtered image improving unit may include a distortion correcting unit and a brightness image improving unit . The individual character dividing unit may include a binary image converting unit, a character unit division extracting unit, and an individual character blob extracting unit. The license plate character recognition unit may include a character division normalization unit and an individual character recognition unit.

이러한 장치를 이용하여 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량 번호판 인식 방법은 번호판 영역 추출 단계(100), 번호판 영상 보정 단계(200), 개별문자 분할 단계(300); 번호판 문자 인식 단계(400)를 포함하여 이루어 질 수 있다.As shown in FIG. 1, the method for recognizing license plates according to the present invention includes a license plate region extraction step 100, a license plate image correction step 200, an individual character segmentation step 300; And a license plate character recognition step (400).

CCTV에서 획득한 차량 영상에서 번호판의 위치는 차량의 아래 부분에 위치하고 있다. 차량 영상 전체에 대해서 미분 필터링을 수행한 다음 영상의 테두리 기반 세그먼트를 찾아서 라인별 세그먼트 정보를 누적시킨 영상을 생성하면서 번호판을 구성하는 문자들이 존재하는지 여부를 해석하는 형태로 번호판의 위치를 추정할 수 있다.The position of the license plate in the vehicle image acquired from the CCTV is located in the lower part of the vehicle. After performing the differential filtering on the entire vehicle image, the position of the license plate can be estimated in the form of interpreting whether or not the characters constituting the license plate are present while generating an image in which segment-based segment information is searched for the frame- have.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량 번호판 인식 방법 및 장치는 트리거 신호를 이용하지 않은 상태에서 왜곡되어 입력될 수 있는 차량 영상들에 대해 기하학적 왜곡이나 화질의 저하가 일어난 영상에서도 문자 획의 정밀한 분석이 가능하도록 하기 위해 테두리기반 문자 세그먼트 추출 알고리즘을 마련하여 번호판 인식 성능을 높일 수 있도록 하였다. The vehicle license plate recognition method and apparatus according to an embodiment of the present invention can accurately analyze character strokes even in an image in which geometric distortion or image quality deteriorates with respect to vehicle images that can be distorted and input without using a trigger signal In this paper, we propose a frame - based character segment extraction algorithm.

번호판 영역 추출 단계(100)는 번호판 영역 분할 및 레이블링 단계(110), 번호판 영역 스캔 단계(120), 및 번호판 영역 검출 단계(130)를 포함하여 이루어 질 수 있으며, 입력된 차량 영상에서 차량 번호판을 인식하여 번호판 영역을 추출할 수 있다. The license plate area extracting step 100 may include a license plate area dividing and labeling step 110, a license plate area scanning step 120 and a license plate area detecting step 130. In the inputted vehicle image, It can recognize and extract the license plate area.

번호판 영역 분할 및 레이블링 단계(110)는 명도 영상 추출 단계(111), 2차 미분 영상 추출 단계(112), 수평방향 영교차점 추출 단계(113), 문자 컬러링 영상 생성 단계(114), 문자정보 추출 단계(115), 번호판 영역 결정 단계(116)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 입력된 차량 영상에 대해 테두리 기반의 분할 및 레이블링을 수행할 수 있다.The plate region segmentation and labeling step 110 includes a brightness image extraction step 111, a second derivative image extraction step 112, a horizontal direction zero crossing point extraction step 113, a character coloring image generation step 114, Step 115, and license plate area determination step 116, and may perform edge-based partitioning and labeling on the input vehicle image.

명도 영상 추출 단계(111)는 상기 입력된 차량 영상에 대해 DoG필터를 적용하여 차량 명도(luminance) 영상 정보를 추출할 수 있다. 기하학적 왜곡이나 화질의 저하가 발생한 차량 영상에서 번호판 영역을 검출하기 위해 일반적인 이진화 알고리즘과 테두리추출 알고리즘을 사용할 경우 문자 획 자체가 절단되거나 문자 세그먼트가 주변 세그먼트에 접촉되는 경우가 발생해서 개별 문자 해석이 상당히 어려울 수 있다. 번호판의 문자 정보가 왜곡된 경우에도 이를 정확하게 해석하기 위해 기본 문자 획 요소(primitive stroke element)들의 정보를 추출할 수 있다. 번호판의 배경 및 문자 색상은 흰색 또는 노란색 바탕에 어두운 색상의 문자가 기록되었거나 녹색 바탕에 밝은 색상의 문자가 기록되어 있기 때문에 모든 경우에 대해서 해석을 해야 할 수 있다. DoG 필터를 사용하면 왜곡되거나 화질이 저하된 영상에서도 정확한 테두리 정보를 추출해 낼 수 있다. The luminance image extracting step 111 may extract the luminance image information by applying a DoG filter to the input vehicle image. When using a general binarization algorithm and edge extraction algorithm to detect license plate area in a vehicle image where geometric distortion or image quality deteriorates, the character stroke itself may be cut off or the character segment may touch the peripheral segment, It can be difficult. Even when the character information of a license plate is distorted, information of primitive stroke elements can be extracted to correctly interpret the information. The license plate background and character color may be interpreted in all cases, because dark color characters are recorded on a white or yellow background, or bright color characters are recorded on a green background. DoG filters can be used to extract accurate frame information even in distorted or degraded images.

2차 미분 영상 추출 단계(112)는 상기 명도 영상 추출 단계(111)에서 얻어진 영상의 차량 영상 전체에 대해 2차 미분 필터링을 수행하여 영상 정보 추출 할 수 있다. 2차 미분 필터링을 함으로써 왜곡되거나 화질이 저하된 영상에서도 번호판 후보 영역 검출을 위한 문자 추출이 정확하게 이루질 수 있다. 2차 미분결과에서는 문자와 배경 색상에 따라 테두리 부분의 영(zero) 교차 방식이 달라지기 때문에 문자 획의 시작점과 끝점을 정확하게 추정할 수 있다.The second differential image extracting step 112 extracts image information by performing second differential filtering on the entire vehicle image of the image obtained in the brightness image extracting step 111. [ By performing the second-order differential filtering, character extraction for detecting a license plate candidate region can be accurately performed even in an image distorted or deteriorated in image quality. In the second derivative result, the zero crossing method of the border part varies depending on the character and the background color, so that the starting point and the ending point of the character stroke can be accurately estimated.

수평방향 영교차점 추출 단계(113)는 상기 2차 미분 영상 추출 단계(112)에서 필터링 한 영상에 대한 수평 방향으로 영교차점을 추출할 수 있다.The horizontal direction zero intersection extraction step 113 may extract the zero intersection in the horizontal direction of the filtered image in the second derivative image extraction step 112.

문자 컬러링 영상 생성 단계(114)는 상기 수평방향 영교차점 추출 단계(112)에서 추출된 영교차점들을 연결한 라인 테두리 분할들을 수직방향으로 누적시켜서 생성된 문자 획 분할에 대해 동일한 생상을 할당하는 방식으로 문자 세그먼트 컬러링 영상을 생성할 수 있다.The character coloring image generation step 114 is a method of assigning the same creature to the character stroke division generated by vertically accumulating line frame segments connecting the zero crossings extracted in the horizontal direction zero crossing point extracting step 112 A character segment coloring image can be generated.

문자 정보 추출 단계(115)는 상기 문자 컬러링 영상 생성 단계(114)에서 생성된 테두리 기반 세그먼트 컬러링 영상에서 문자 정보 추출 할 수 있다.The character information extraction step 115 may extract character information from the frame-based segment coloring image generated in the character coloring image generation step 114. [

번호판 영역 결정 단계(116)는 미리 결정된 적어도 하나 이상의 번호판 도면 정보를 이용하여 상기 문자 정보 추출 단계(115)에서 추출한 영상 정보의 미리 결정된 패턴에 맞는 숫자 블롭을 찾고 이를 바탕으로 번호판 영역을 결정할 수 있다. 이때 상기 미리 결정된 패턴에 맞는 숫자 블롭은 번호판 영역 내에서 상대적으로 큰 동일 크기의 4개의 연속된 블롭인 것을 특징으로 할 수 있다.The license plate area determination step 116 may determine a license plate area based on the numerical blob matching the predetermined pattern of the image information extracted in the character information extraction step 115 using at least one license plate drawing information determined in advance . The numeric blobs corresponding to the predetermined pattern may be four consecutive blobs of the same size, which are relatively large in the plate area.

기하학적으로 왜곡된 형태의 번호판 영상을 정규화한 크기의 영상으로 변환할 때 번호판의 테두리 정보를 주로 이용하였으나 도로상에 설치된 CCTV에서 야간에 입력된 영상이나 물리적으로 뒤틀리거나 훼손된 번호판 영상에서는 정확한 테두리 정보를 추출하기 어려울 수가 있다. 본 발명에서는 이를 개선하기 위해 개별 문자의 위치 정보를 이용해서 왜곡 정도를 추정하고 기하학적 왜곡 보정 처리를 할 수 있다. Although we used the edge information of the license plate when converting the geometric distorted license plate image into the normalized image size, the image input at night in the CCTV installed on the road, or the image of the license plate that is physically distorted or damaged, It may be difficult to extract. According to the present invention, the degree of distortion can be estimated using the positional information of individual characters in order to improve the distortion, and the geometric distortion correction processing can be performed.

본 발명의 실시 예에 따른 차량 번호판 인식 방법 및 장치에서 차량 번호판 영역을 검출할 때 문자 배열 형태에 따라 도 3과 같은 두 가지 형태의 번호판에 대해 다루며 두 가지 형태의 번호판 추정 규칙으로 도 3의 (a)는 두 줄로 구성된 번호판과 도 3의 (b)는 한 줄로 구성된 번호판에 대한 규칙을 나타낸다. 번호판의 문자 정보가 왜곡된 경우에도 이를 정확하게 해석할 수 있는 기본 문자 획 요소(primitive stroke element)들의 정보를 추출할 수 있다면 보다 정밀하게 번호판 문자열을 탐색할 수 있다. 번호판 영상의 종류는 배열 개수 b(=1,2)와 문자 개수 c(=7,8,9)에 따라 TYPEbc로 표현 할 수 있다. 2차 미분 결과 테두리들의 라인별 세그먼트들을 누적시키는 방식으로 문자 획들을 완성하면서 두 줄로 배치된 TYPE2c 와 한 줄로 배치된 TYPE1c 두 형태의 번호판에 대해 숫자열의 존재 유무를 탐색할 수 있다. 두 형태의 번호판에서 공히 우측에 4개의 큰 숫자(D4,D3,D2,D1)들이 존재하기 때문에 4개 숫자들로 추정되는 영역을 찾을 경우 좌측으로 탐색 영역을 확장해서 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무를 판단하고 번호판 위치를 추정할 수 있다. 두 줄로 배치된 TYPE2c의 경우 4개의 숫자배열(D4-D1), 한 줄로 배치된 TYPE1c의 경우 6개의 숫자배열(D6-D1)에서 기하학적 왜곡정보를 추출하고 기하학적 변형을 통해 왜곡을 보정하면서 크기를 정규화할 수 있다. In detecting the license plate area in the method and apparatus for recognizing license plate according to the embodiment of the present invention, two types of license plates as shown in FIG. 3 are handled according to the character arrangement type, a) shows a two-row license plate and Fig. 3 (b) shows a rule for a one-row license plate. Even if the character information of the license plate is distorted, it is possible to more precisely search the license plate string if the information of the basic character stroke elements can be extracted accurately. The type of the license plate image can be expressed as TYPEbc according to the number of arrays b (= 1,2) and the number of characters c (= 7, 8, 9). The result of the second derivative result frame can be searched for the presence of a numerical sequence for two types of plates, two lines of TYPE2c and one line of TYPE1c, while completing character strokes by accumulating line segments. Since there are four large digits (D4, D3, D2, D1) on the right side in both types of license plates, when searching the area estimated to be 4 digits, the search area is expanded to the left, And the position of the license plate can be estimated. The geometric distortion information is extracted from four numeric arrays (D4-D1) for TYPE2c arranged in two lines, and six numerical arrays (D6-D1) for TYPE1c arranged in one line. Can be normalized.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량 번호판 인식 방법 및 장치에 따른 번호판 영역 결정 단계(116)는 좌측 탐색 단계, 위쪽 탐색 단계, 기하학적 외곡정보 추출 단계, 정규화 단계를 포함하여 이루어 질 수 있다.The license plate area determination step 116 according to the method and apparatus for recognizing license plate according to the first embodiment of the present invention may include a left search step, an upper search step, a geometric tone information extraction step, and a normalization step.

좌측 탐색 단계는 상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 좌측으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단할 수 있다.The left searching step searches the left side based on the four consecutive blobs and judges the presence or absence of the remaining numbers and the Hangul area, and the number of the characters and the number of the numbers.

위쪽 탐색 단계는 상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 위쪽으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단할 수 있다.The upper search step may search upwards with respect to the four consecutive blobs and judge the presence or absence of remaining numbers and Hangeul regions, and the number of characters and the number of numbers.

기하학적 왜곡정보 추출 단계는 한 줄로 배치된 TYPE1c의 경우 6개의 숫자가 배열(D6-D1)에서 기하학적 왜곡정보를 추출할 수 있다.In the geometric distortion information extraction step, geometric distortion information can be extracted from the array (D6-D1) of six numbers in case of TYPE1c arranged in one line.

정규화 단계는 상기 기하학적 왜곡정보 추출 단계에서 추출된 번호판 내의 문자 배열 정보에 따라 기하학적 변형을 통해 왜곡을 보정하면서 크기를 보정하여 정규화할 수 있다.The normalizing step may correct the distortion by correcting the size by correcting the distortion through the geometric transformation according to the character array information in the license plate extracted in the geometric distortion information extracting step.

본 발명의 제2 실시예에 따른 차량 번호판 인식 방법 및 장치에 따른 번호판 영역 결정 단계(116)는 좌측 탐색 단계, 위쪽 탐색 단계, 기하학적 외곡정보 추출 단계, 정규화 단계를 포함하여 이루어 질 수 있다.The license plate area determination step 116 according to the method and apparatus for recognizing license plates according to the second embodiment of the present invention may include a left search step, an upper search step, a geometric tone information extraction step, and a normalization step.

좌측 탐색 단계는 상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 좌측으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단할 수 있다.The left searching step searches the left side based on the four consecutive blobs and judges the presence or absence of the remaining numbers and the Hangul area, and the number of the characters and the number of the numbers.

위쪽 탐색 단계는 상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 위쪽으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단할 수 있다.The upper search step may search upwards with respect to the four consecutive blobs and judge the presence or absence of remaining numbers and Hangeul regions, and the number of characters and the number of numbers.

기하학적 왜곡정보 추출 단계는 두 줄로 배치된 TYPE2c의 경우 4개의 숫자배열(D4-D1)에서 기하학적 왜곡정보를 추출할 수 있다.In the step of extracting the geometric distortion information, geometric distortion information can be extracted from the four-digit array (D4-D1) in case of TYPE2c arranged in two lines.

정규화 단계는 상기 기하학적 왜곡정보 추출 단계에서 추출된 번호판 내의 문자 배열 정보에 따라 기하학적 변형을 통해 왜곡을 보정하면서 크기를 보정하여 정규화할 수 있다.The normalizing step may correct the distortion by correcting the size by correcting the distortion through the geometric transformation according to the character array information in the license plate extracted in the geometric distortion information extracting step.

번호판 영역 스캔 단계(120)는 상기 번호판 영역 분할 및 레이블링 단계(110)에서 번호판 영역이라 판단되는 부분을 선택적으로 스캔할 수 있다.The license plate area scanning step 120 may selectively scan a portion determined as a license plate area in the license plate area division and labeling step 110. [

번호판 영역 검출 단계(130)는 상기 번호판 영역 스캔 단계(120)에서 스캔된 영상을 이용하여 번호판 위치와 컬러 성분을 검출할 수 있다.The license plate area detecting step 130 may detect the license plate position and the color component using the image scanned in the license plate area scanning step 120. [

번호판 영상 보정 단계(200)는 필터링 처리 단계(210) 및 필터링 영상 개선 단계(220)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 번호판 영역 추출 단계(100)에서 얻어진 번호판 영상의 잡음을 제거하여 필터링 및 보정 작업을 수행할 수 있다.The license plate image correcting step 200 may include a filtering process step 210 and a filtering image improving step 220. The license plate image correcting step 200 may remove the noise of the license plate image obtained in the license plate area extracting step 100, Can be performed.

필터링 처리 단계(210)는 원근감 교정 단계(211) 및 잡음 제거 단계(212)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 번호판 영역 추출 단계(100)에서 얻어진 번호판 영상의 잡음제거를 위한 필터링 처리를 수행할 수 있다.The filtering processing step 210 may include a perspective correction step 211 and a noise elimination step 212. The filtering processing step 210 may perform filtering processing for noise removal of the license plate image obtained in the license plate region extraction step 100 have.

원근감 교정 단계(211)는 상기 번호판 영역 추출 단계에서 얻어진 번호판 영상을 이용하여 원근감 교정을 수행할 수 있다.The perspective correction step 211 may perform perspective correction using the license plate image obtained in the license plate area extraction step.

잡음 제거 단계는(212) 상기 원근감 교정 단계에서 교정된 번호판 영상을 가우시안 스무딩과 메디안 필터링을 차례로 수행하여 잡음을 제거할 수 있다. 여기서, 메디안 필터링(중간값 필터링)은 미디어 필터링은 마스크 크기내의 픽셀들의 명도값을 가져와 정렬한 후 그중 중간에 위치한 명도값을 출력값으로 하며, 작은 노이즈의 경우 미디언 필터링으로 간단히 제거할 수 있다. 스무딩 또는 블러링은 매우 간단하면서도 빈번하게 사용되는 영상처리 기법이다. 스무딩 기법은 주로 영상의 잡음(noise) 또는 손상을 완화시키기 위해서 사용된다. 영상의 세세한 부분을 제거하여 문자 획의 가장자리가 부드럽게 표현될 수 있게 해준다. 스무딩은 영상의 크기를 줄이는 경우에도 중요한 역할을 담당할 수 있다. In the noise removing step (212), the license plate image corrected in the perspective correction step may be sequentially subjected to Gaussian smoothing and median filtering to remove noise. In the median filtering (median filtering), the media filtering obtains brightness values of the pixels within the mask size, arranges the brightness values located in the middle of them, and outputs the brightness value. In the case of small noise, media filtering can easily remove median filtering. Smoothing or blurring is a very simple and frequently used image processing technique. The smoothing technique is mainly used to mitigate the noise or damage of the image. It removes the detail of the image and makes the edge of the character stroke smooth. Smoothing can also play an important role in reducing the size of the image.

필터링 영상 개선 단계(220)는 왜곡 보정 단계(221) 및 명도 영상 개선 단계(222)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 필터링 처리 단계(210)에서 필터링 된 영상의 개선 작업을 수행할 수 있다. The filtered image enhancement step 220 may include a distortion correction step 221 and a brightness enhancement step 222 and may perform an enhancement operation on the filtered image in the filtering processing step 210.

도 4에 도시된 바와 같이 왜곡 보정 단계(221)는 기하학적 왜곡에 대한 보정(de-skew) 작업을 수행할 수 있다. 이때, 상기 왜곡 보정 단계(221)는 다양한 형태와 크기로 추출된 번호판 영상에서 4개의 꼭지점 좌표(S1, S2, S3, S4)를 추출하고 정규화한 영상(T1, T2, T3, T4)으로 변환하는 개념을 도시하고 있다. 추출된 임의 형태의 번호판 소스 영상을 정규화한 목적 영상으로 변환하기 위해 As shown in FIG. 4, the distortion correction step 221 may perform a de-skew operation on the geometric distortion. At this time, the distortion correction step 221 extracts four vertex coordinates (S1, S2, S3, S4) from the license plate images extracted in various shapes and sizes and transforms them into normalized images T1, T2, T3, . ≪ / RTI > To convert the extracted license plate source image into a normalized target image

다음 식The following equation

Figure 112012021701514-pat00003
Figure 112012021701514-pat00003

여기서, 기하학적 왜곡을 보정을 거쳐 정규화할 번호판 영상에서의 4개의 꼭짓점 좌표 T1, T2, T3 및 T4를 각각

Figure 112012021701514-pat00004
에 대입하고 각 좌표에 대응되는 원본 영상의 S1(x,y), S2(x,y), S3(x,y), 및 S4(x,y) 좌표를 x,y에 대입하여 방정식을 풀면 매개변수 k1,k2,...k8의 값을 구할 수 있다. Here, the four vertex coordinates T1, T2, T3 and T4 in the license plate image to be normalized through correction of the geometric distortion are
Figure 112012021701514-pat00004
(X, y), S2 (x, y), and S4 (x, y) of the original image corresponding to each coordinate are substituted into x and y to solve the equation The values of the parameters k1, k2, ... k8 can be obtained.

(정규화할 번호판 영상에서의 번호판 영상에서의 4개의 꼭짓점 좌표 T1, T2, T3 및 T4를 각각

Figure 112012021701514-pat00005
에 대입, 대응되는 원본 영상의 S1(x,y), S2(x,y), S3(x,y), 및 S4(x,y) 좌표를 x,y에 대입)(Four corner coordinates T1, T2, T3 and T4 in the license plate image in the license plate image to be normalized, respectively
Figure 112012021701514-pat00005
(X, y), S2 (x, y), and S4 (x, y) coordinates of the corresponding original image to x, y)

을 이용하여 다양한 형태와 크기로 추출된 번호판 소스 영상을 정규화하고, 이를 매칭과 역매칭 방법을 도입하여 기하학적 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 기하학적 변환 결과에 홀 현상(hole effect)이 발생하지 않도록 하기 위해 역 매칭(reverse-matching)을 수행할 수 있다. 정규화된 번호판 영상의 T(x,y) 좌표에 대입될 화소 값이 추출된 원본 번호판 영상의 어느 좌표에 위치하는 화소 값인지를 계산할 수 있다. 정규화된 번호판의 모든 화소 위치에서 이와 같이 역 매칭 방법에 의한 화소 값을 찾아서 채움으로써 기하학적 왜곡을 보정한 영상을 만들 수 있다. 기하학적 변환 과정에 보간법을 사용함으로써 변환 결과 영상의 화질을 높일 수 있다., The license plate source images extracted in various shapes and sizes are normalized, and the geometric distortion is corrected by introducing a matching and an inverse matching method. Reverse-matching may be performed in order to prevent a hole effect from occurring in the geometric transformation result. It is possible to calculate which pixel value is located at which coordinates of the extracted license plate image in which the pixel value to be substituted in the T (x, y) coordinates of the normalized license plate image is extracted. By finding and filling the pixel values by the inverse matching method at every pixel position of the normalized plate, it is possible to make an image that compensates for the geometric distortion. By using the interpolation method in the geometric transformation process, the image quality of the transformed result image can be increased.

명도 영상 개선 단계(222)는 번호판 배경 대비 문자들의 획을 강조하기 위해 명도 영상에서 영상 향상(image enhancement) 기술을 적용할 수 있다. 이때, 상기 명도 영상 개선 단계(222)는 기하학적으로 정규화된 명도 레벨 번호판 영상을 이진 영상으로 변환하여 개별 문자 영역을 세그멘테이션하기 전에 잡음 제거를 위한 가우시안 스무딩 작업과 영상 개선 작업을 선행할 수 있다. 시그모이드 변환 함수를 사용한 히스토그램 스트레칭 방법으로 영상 개선 작업을 수행하며 영상 개선을 위한 시그모이드 곡선의 중심과 경사도는 문자 영역의 히스토그램 분포를 이용해서 유추할 수 있다. 시그모이드 변환 함수는 다음과 같이 두 개의 지수함수를 이용해서 계산할 수 있다. The brightness enhancement step 222 may apply an image enhancement technique in the brightness image to emphasize the stroke of the characters relative to the license plate background. In this case, the brightness image enhancement step 222 may precede the Gaussian smoothing operation and the image enhancement operation for removing noise before converting the geometrically normalized brightness level plate image into a binary image and segmenting the individual character regions. The histogram stretching method using the sigmoid transform function performs the image enhancement work. The center and the gradient of the sigmoid curve for image enhancement can be inferred by using the histogram distribution of the character region. The sigmoid transform function can be calculated using two exponential functions as follows.

다시 말하자면, 세그멘테이션을 적용하기 전의 영상개선 단계는 시그모이드 변환 함수를 사용한 히스토그램 스트레칭 방법으로 영상 개선작업을 수행하고, 시그모이드 곡선의 중심과 경사도는 문자영역의 히스토그램 분포를 이용해서 유추한다. 시그모이드 변환 함수는 아래와 같이 두 개의 지수함수로 하는데, 즉, In other words, the image enhancement step before segmentation is performed by the histogram stretching method using the sigmoid transform function, and the center and the gradient of the sigmoid curve are inferred by using the histogram distribution of the character area. The sigmoid transform function has two exponential functions as follows:

Figure 112012021701514-pat00006

Figure 112012021701514-pat00006

여기서, a는 시그모이드 함수의 곡선에 대한 경사도를 나타낸다. x값은 시그모이드를 적용하는 스트레칭하는 입력 범위값을 나타내고, y는 시그모이드 변환에 의한 출력값을 나타낸다. 실제로 이러한 변환에 시간이 소요되므로 룩업-테이블(look-up table)를 생성함으로써 잡음 제거를 위한 가우시안 스무딩 작업과 영상 개선 작업의 고속 변환이 가능하게 하는 것을 특징으로 할 수 있다.Where a represents the slope of the sigmoid function with respect to the curve. x represents the input range value for stretching to which the sigmoid is applied, and y represents the output value by the sigmoid transform. In fact, since this conversion takes time, it is possible to perform a Gaussian smoothing operation for noise elimination and a high-speed conversion of an image improvement operation by generating a look-up table.

개별 문자 분할 단계(300)는 이진 영상 변환 단계(310), 문자 단위 분할 추출 단계(320) 및 개별 문자 블롭 추출 단계(330)를 포함하여 이루어 질 수 있으며, 상기 영상 보정 단계(200)에서 보정된 영상에서 인식 대상 개별 문자 블롭(blob)들을 분할(segment)할 수 있다. The individual character segmentation step 300 may include a binary image transformation step 310, a character unit segmentation step 320 and an individual character blob extraction step 330. In the image correction step 200, It is possible to segment individual character blobs to be recognized in the captured image.

이진 영상 변환 단계(310)는 상기 번호판 영상 보정 단계(200)에서 보정된 영상을 이진 영상으로 변환 할 수 있다. 이때, 상기 이진 영상 변환 단계는The binary image conversion step 310 may convert the corrected image in the license plate image correction step 200 into a binary image. At this time, the binary image conversion step

다음 식The following equation

Figure 112012021701514-pat00007
Figure 112012021701514-pat00007

여기서, (

Figure 112012021701514-pat00008
는 5x5 화소 영역에 대한 평균
Figure 112012021701514-pat00009
와 표준 편차
Figure 112012021701514-pat00010
를 이용해서 계산하고, 이 식을 이용하여 Sauvola 적응적 이진화 규칙을 적용하여 이진 영상을 생성하는데 R은 편차의 최대인 128로 하고 k는 0.2에서 0.5 사이 값으로 설정할 수 있다.here, (
Figure 112012021701514-pat00008
≪ / RTI >< RTI ID = 0.0 &
Figure 112012021701514-pat00009
And standard deviation
Figure 112012021701514-pat00010
And the Sauvola adaptive binarization rule is applied to generate a binary image using this equation. R can be set to a value of 128, which is the maximum deviation, and k can be set to a value between 0.2 and 0.5.

적분 영상 개념을 도입하여 평균과 표준 편차를 고속으로 계산할 수 있다. 번호판 검출과정에서 찾은 숫자들의 위치는 번호판 영상의 기하학적 왜곡 보정과 영상 개선 결과에 따라 달라질 수 있기 때문에 도 3에 보인 문자열 배치 규칙에 따라 개별 문자 블롭들을 다시 추출할 수 있다. By introducing the concept of integral image, the mean and standard deviation can be calculated at high speed. Since the positions of the numbers found in the license plate detection process can be changed according to the geometric distortion correction of the license plate image and the image improvement result, individual character blobs can be extracted again according to the character string arrangement rule shown in FIG.

문자 단위 분할 추출 단계(320)는 상기 이진 영상 변환 단계(310)에서 이진화된 영상을 번호판 형태에 따른 문자열 배치 정보를 바탕으로 차량 번호판의 개별 문자들을 문자 단위의 분할(segment) 추출을 통하여 문자 분할할 수 있다.The character-based segmentation step 320 extracts individual images of the vehicle license plate by character segmentation based on the character string layout information according to the license plate form in the binary image conversion step 310, can do.

개별 문자 블롭 추출 단계(330)는 상기 문자 단위 분할 추출 단계(320)에서 각 분할 문자들은 인식 대상이 되는 개별 문자 블롭(blob)들을 추출할 수 있다.The individual character blob extracting step 330 may extract the individual character blobs to be recognized by the divided characters in the character unit division extracting step 320. [

번호판 문자 인식 단계(400)는 문자 분할 정규화 단계(410), 및 개별 문자 인식 단계(420)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 개별 문자 분할 단계(300)에서 세분화 된 개별 문자 블롭들을 한글 및 숫자 인식기를 이용하여 인식할 수 있다The license plate character recognition step 400 may include a character segmentation normalization step 410 and an individual character recognition step 420 wherein the individual character blobs subdivided in the individual character segmentation step 300 are input to a Korean alphabet Can be recognized by using

문자 분할 정규화 단계(410)는 상기 개별 문자 분할 단계(300)에서 분할된 문자를 정규화 시킬 수 있다.The character segmentation normalization step 410 may normalize the characters segmented in the individual character segmentation step 300.

개별 문자 인식 단계(420)는 차량 영상 트레이닝, 문자 트레이닝, 그리고 신경망 트레이닝을 이용한 신경망을 이용해서 개별 숫자 및 한글을 인식할 수 있다.The individual character recognition step 420 can recognize individual numbers and Korean characters using a neural network using vehicle image training, character training, and neural network training.

번호판의 문자들을 인식하기 위해 문자들의 표준 템플릿을 생성하고 매칭하는 방법에서는 문자 획이 정확하게 추출되어야 할 수 있다. CCTV를 이용해서 입력받은 번호판 영상에서는 문자 획들이 선명하게 추출되지 않을 수 있기 때문에 문자 인식을 위한 일반화 능력이 우수한 것으로 알려진 신경망 문자 인식기를 구현할 수 있다. CCTV에서 획득한 영상으로부터 차량의 종류, 번호판 색상, 폰트, 주야간 입력 시간 차이, 그리고 왜곡형태 등을 다양하게 반영할 수 있는 영상을 선정해서 학습용 문자들을 추출하고 신경망을 학습시킨다. 번호판의 기하학적 왜곡 보정에도 불구하고 개별 문자들이 여전히 기울어진 형태로 나타날 수 있기 때문에 표준 훈련 문자를 좌우 방향으로 회전시킨 문자들도 신경망 학습에 포함시킨다. 번호판 인식 대상 문자의 종류에 따라 지역 명 인식기, 한글 인식기 및 숫자 인식기를 각각 별도로 구현할 수 있다. In the method of generating and matching the standard template of the characters to recognize the characters of the license plate, character strokes may be extracted accurately. Since the character strokes may not be extracted clearly in the license plate image inputted by using the CCTV, a neural network character recognizer which is known to have excellent generalization ability for character recognition can be implemented. It extracts learning characters and learns neural network by selecting images that can reflect various types of vehicle, type of license plate, font, daytime and nighttime input time difference, and distortion type from images acquired from CCTV. Since the individual characters may still appear in an inclined form despite the geometric distortion correction of the license plate, the characters rotated in the left and right direction of the standard training character are also included in the neural network learning. The local name recognizer, the Hangul recognizer, and the numeral recognizer can be separately implemented according to the type of characters to be recognized.

즉, 본 발명은 물리적인 변형이나 훼손된 번호판을 위해 테두리 정보가 아닌 개별 문자의 위치 정보를 이용해서 왜곡 정도를 추정하고 기하학적 왜곡을 보정 처리하는 차량 번호판 인식 방법 및 장치이다.
That is, the present invention is a vehicle license plate recognition method and apparatus for estimating distortion degree and correcting geometric distortion using position information of individual characters other than border information for physical deformation or damaged license plates.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 번호판 영역 추출 단계
110: 번호판 영역 분할 및 레이블링 단계
111: 명도 영상 추출 단계 112: 2차 미분 영상 추출 단계
113: 수평방향 영교차점 추출 단계 114: 문자 컬러링 영상 생성 단계
115: 문자 정보 추출 단계 116: 번호판 영역 결정 단계
120: 번호판 영역 스캔 단계 130: 번호판 영역 검출 단계
200: 번호판 영상 보정 단계
210: 필터링 처리 단계 211: 원근감 교정 단계
212: 잡음 제거 단계 220: 필터링 영상 개선 단계
221: 왜곡 보정 단계 222: 명도영상 개선 단계
300: 개별 문자 분할 단계
310: 이진 영상 변환 단계 320: 문자 단위 분할 추출 단계
330: 개별 문자 블롭 추출 단계
400: 번호판 문자 인식 단계
410: 문자 분할 정규화 단계 420: 개별 문자 인식 단계
100: License plate area extraction step
110: License plate area division and labeling step
111: brightness image extraction step 112: second derivative image extraction step
113: Horizontal direction zero crossing extraction step 114: Character coloring image generation step
115: Character information extraction step 116: License plate area determination step
120: License plate area scanning step 130: License plate area detection step
200: License plate image correction step
210: filtering processing step 211: perspective correction step
212: noise removal step 220: filtering image enhancement step
221: Distortion correction step 222: Brightness image enhancement step
300: Individual character segmentation step
310: Binary image conversion step 320: Character unit division extraction step
330: Individual character blob extraction step
400: license plate character recognition step
410: Character segmentation normalization step 420: Individual character recognition step

Claims (17)

입력된 차량 영상에서 차량 번호판을 인식하여 번호판 영역을 추출하는 번호판 영역 추출 단계;
상기 번호판 영역 추출 단계에서 얻어진 번호판 영상의 잡음을 제거하여 필터링 및 보정 작업을 수행하는 번호판 영상 보정 단계;
상기 영상 보정 단계에서 보정된 영상에서 인식 대상 개별 문자 블롭(blob)들을 분할(segment)하는 개별 문자 분할 단계; 및
상기 개별 문자 분할 단계에서 세분화 된 개별 문자 블롭들을 한글 및 숫자 인식기를 이용하여 인식하는 번호판 문자 인식 단계;
를 포함하여 이루어지며,
상기 번호판 영역 추출 단계는
상기 입력된 차량 영상에 대해 테두리 기반의 분할 및 레이블링을 수행하는 번호판 영역 분할 및 레이블링 단계;
상기 번호판 영역 분할 및 레이블링 단계에서 번호판 영역이라 판단되는 부분을 선택적으로 스캔하는 번호판 영역 스캔 단계; 및
상기 번호판 영역 스캔 단계에서 스캔된 영상을 이용하여 번호판 위치와 컬러 성분을 검출하는 번호판 영역 검출 단계;
를 포함하여 이루어지는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
A license plate area extraction step of extracting license plate area from the inputted vehicle image by recognizing the license plate number;
A license plate image correcting step of removing noise of the license plate image obtained in the license plate area extracting step to perform a filtering and correcting operation;
An individual character segmentation step of segmenting recognition object individual character blobs in the image corrected in the image correction step; And
A license plate character recognizing step of recognizing the individual character blobs subdivided in the individual character division step using a Hangul and a number recognizer;
And,
The number plate region extracting step
A license plate area division and labeling step for performing border-based division and labeling on the input vehicle image;
A license plate area scanning step of selectively scanning a portion determined as a license plate area in the license plate area dividing and labeling step; And
A license plate area detecting step of detecting a license plate position and a color component using the image scanned in the license plate area scanning step;
The method comprising the steps of:
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 번호판 영역 분할 및 레이블링 단계는
상기 입력된 차량 영상에 대해 DoG필터를 적용하여 차량 명도(luminance) 영상 정보를 추출하는 명도 영상 추출 단계;
상기 명도 영상 추출 단계에서 얻어진 영상의 차량 영상 전체에 대해 2차 미분 필터링을 수행하여 영상 정보 추출 하는 2차 미분 영상 추출 단계;
상기 2차 미분 영상 추출 단계에서 필터링 한 영상에 대한 수평 방향으로 영교차점을 추출하는 수평방향 영교차점 추출 단계;
상기 수평방향 영교차점 추출 단계에서 추출된 영교차점들을 연결한 라인 테두리 분할들을 수직방향으로 누적시켜서 생성된 문자 획 분할에 대해 동일한 생상을 할당하는 방식으로 문자 세그먼트 컬러링 영상을 생성하는 문자 컬러링 영상 생성 단계;
상기 문자 컬러링 영상 생성 단계에서 생성된 테두리 기반 세그먼트 컬러링 영상에서 문자 정보 추출하는 문자 정보 추출 단계; 및
미리 결정된 적어도 하나 이상의 번호판 도면 정보를 이용하여 상기 문자 정보 추출 단계에서 추출한 영상 정보의 미리 결정된 패턴에 맞는 숫자 블롭을 찾고 이를 바탕으로 번호판 영역을 결정하는 번호판 영역 결정 단계;
를 포함하여 이루어지는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
The method of claim 1, wherein the plate region segmentation and labeling step
A luminance image extracting step of extracting luminance image information by applying a DoG filter to the input vehicle image;
A second differential image extracting step of extracting image information by performing second derivative filtering on the entire vehicle image of the image obtained in the brightness image extracting step;
A horizontal direction zero crossing extracting step of extracting a zero crossing point in a horizontal direction with respect to an image filtered in the second differential image extracting step;
A character coloring image generation step of generating a character segment coloring image in such a manner that the same generation is allocated to the generated character stroke division by accumulating line frame partitions connecting the zero crossings extracted in the horizontal direction zero crossing point extraction step in the vertical direction ;
A character information extraction step of extracting character information from the frame-based segment coloring image generated in the character coloring image generation step; And
Determining a number plate blob corresponding to a predetermined pattern of the image information extracted at the character information extracting step using at least one predetermined number plate drawing information and determining a number plate area based on the number blob;
The method comprising the steps of:
제3항에 있어서, 상기 미리 결정된 패턴에 맞는 숫자 블롭은,
번호판 영역 내에서 상대적으로 큰 동일 크기의 4개의 연속된 블롭인 것을 특징으로 하는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
4. The method of claim 3, wherein the numeric blob corresponding to the predetermined pattern comprises:
Wherein the banner is four consecutive blobs of the same size that are relatively large within the license plate area.
제4항에 있어서, 상기 번호판 영역 결정 단계는
상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 좌측으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단하는 좌측 탐색 단계;
상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 위쪽으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단하는 위쪽 탐색 단계;
한 줄로 배치된 TYPE1c의 경우 6개의 숫자가 배열(D6-D1)에서 기하학적 왜곡정보를 추출하는 기하학적 왜곡정보 추출 단계; 및
상기 기하학적 왜곡정보 추출 단계에서 추출된 번호판 내의 문자 배열 정보에 따라 기하학적 변형을 통해 왜곡을 보정하면서 크기를 보정하여 정규화하는 정규화 단계;
를 포함하여 이루어지는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
5. The method of claim 4, wherein the number plate region determination step
A left search step of searching leftward with respect to the four consecutive blobs and determining the presence or absence of remaining numbers and Hangeul regions, and the number of characters and the number of numbers;
An upper search step of searching upwards on the basis of the four consecutive blobs and judging the presence or absence of remaining numbers and Hangeul regions, the number of characters and the number of numbers;
A geometric distortion information extraction step of extracting geometric distortion information in an array (D6-D1) of six numbers in case of TYPE1c arranged in one line; And
A normalizing step of correcting the distortion and correcting the distortion by geometric transformation according to the character array information in the license plate extracted in the step of extracting the geometric distortion information, and normalizing the distortion;
The method comprising the steps of:
제4항에 있어서, 상기 번호판 영역 결정 단계는
상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 좌측으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단하는 좌측 탐색 단계;
상기 4개의 연속된 블롭을 기준으로 위쪽으로 탐색하고 나머지 숫자 및 한글 영역의 존재 유무 및 문자의 개수와 숫자의 개수를 판단하는 우측 탐색 단계;
두 줄로 배치된 TYPE2c의 경우 4개의 숫자배열(D4-D1)에서 기하학적 왜곡정보를 추출하는 기하학적 왜곡정보 추출 단계; 및
상기 기하학적 왜곡정보 추출 단계에서 추출된 번호판 내의 문자 배열 정보에 따라 기하학적 변형을 통해 왜곡을 보정하면서 크기를 보정하여 정규화하는 정규화 단계;
를 포함하여 이루어지는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
5. The method of claim 4, wherein the number plate region determination step
A left search step of searching leftward with respect to the four consecutive blobs and determining the presence or absence of remaining numbers and Hangeul regions, and the number of characters and the number of numbers;
A right search step of searching upwardly based on the four consecutive blobs and judging the presence or absence of remaining numbers and Hangeul regions, the number of characters and the number of numbers;
A geometric distortion information extraction step of extracting geometric distortion information from four numerical arrays (D4-D1) in case of TYPE2c arranged in two lines; And
A normalizing step of correcting the distortion and correcting the distortion by geometric transformation according to the character array information in the license plate extracted in the step of extracting the geometric distortion information, and normalizing the distortion;
The method comprising the steps of:
제1항에 있어서, 상기 번호판 영상 보정 단계는
상기 번호판 영역 추출 단계에서 얻어진 번호판 영상의 잡음제거를 위한 필터링 처리를 수행하는 필터링 처리 단계; 및
상기 필터링 처리 단계에서 필터링 된 영상의 개선 작업을 수행하는 필터링 영상 개선 단계;
를 포함하여 이루어지는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
The method of claim 1, wherein the license plate image correction step
A filtering process step of performing a filtering process for noise removal of the license plate image obtained in the license plate area extracting step; And
A filtering image improving step of performing an improving operation on an image filtered in the filtering processing step;
The method comprising the steps of:
제7항에 있어서, 상기 필터링 처리단계는
상기 번호판 영역 추출 단계에서 얻어진 번호판 영상을 이용하여 원근감 교정을 수행하는 원근감 교정 단계; 및
상기 원근감 교정 단계에서 교정된 번호판 영상을 가우시안 스무딩과 메디안 필터링을 차례로 수행하여 잡음을 제거하는 잡음 제거 단계;
를 포함하여 이루어지는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
8. The method of claim 7, wherein the filtering processing step
A perspective perspective correction step of performing perspective perspective correction using the license plate image obtained in the license plate area extraction step; And
A noise removal step of removing noise by sequentially performing Gaussian smoothing and median filtering on the license plate image corrected in the perspective of perspective;
The method comprising the steps of:
제7항에 있어서, 상기 필터링 영상 개선 단계는
기하학적 왜곡에 대한 보정(de-skew) 작업을 수행하는 왜곡 보정 단계;
번호판 배경 대비 문자들의 획을 강조하기 위해 명도 영상에서 영상 향상(image enhancement) 기술을 적용하는 명도 영상 개선 단계;
를 포함하여 이루어지는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
[8] The method of claim 7,
A distortion correction step of performing a de-skew operation on the geometric distortion;
A bright image enhancement step applying an image enhancement technique in a brightness image to emphasize a stroke of characters corresponding to a license plate background;
The method comprising the steps of:
제9항에 있어서, 상기 왜곡 보정 단계는
다음 식
Figure 112012021701514-pat00011

(정규화할 번호판 영상에서의 번호판 영상에서의 4개의 꼭짓점 좌표 T1, T2, T3 및 T4를 각각
Figure 112012021701514-pat00012
에 대입, 대응되는 원본 영상의 S1(x,y), S2(x,y), S3(x,y), 및 S4(x,y) 좌표를 x,y에 대입)
을 이용하여 다양한 형태와 크기로 추출된 번호판 소스 영상을 정규화하고, 이를 매칭과 역매칭 방법을 도입하여 기하학적 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
10. The method of claim 9, wherein the distortion correction step
The following equation
Figure 112012021701514-pat00011

(Four corner coordinates T1, T2, T3 and T4 in the license plate image in the license plate image to be normalized, respectively
Figure 112012021701514-pat00012
(X, y), S2 (x, y), and S4 (x, y) coordinates of the corresponding original image to x, y)
Wherein the license plate source images extracted in various shapes and sizes are normalized, and the geometric distortion is corrected by introducing a matching and an inverse matching method.
제1항에 있어서, 상기 개별 문자 분할 단계는
상기 번호판 영상 보정 단계에서 보정된 영상을 이진 영상으로 변환 하는 이진 영상 변환 단계;
상기 이진 영상 변환 단계에서 이진화된 영상을 번호판 형태에 따른 문자열 배치 정보를 바탕으로 차량 번호판의 개별 문자들을 문자 단위의 분할(segment) 추출을 통하여 문자 분할을 하는 문자 단위 분할 추출 단계; 및
상기 문자 단위 분할 추출 단계에서 각 분할 문자들은 인식 대상이 되는 개별 문자 블롭(blob)들을 추출하는 개별 문자 블롭 추출 단계;
를 포함하여 이루어지는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
2. The method of claim 1,
A binary image conversion step of converting the image corrected in the license plate image correction step into a binary image;
A character-based segmentation step of segmenting the individual characters of the license plate by character segmentation based on the character string arrangement information according to license plate type in the binary image conversion step; And
An individual character blob extracting step of extracting individual character blobs to be recognized as the respective divided characters in the character unit division extracting step;
The method comprising the steps of:
제1항에 있어서, 상기 번호판 문자 인식 단계는
상기 개별 문자 분할 단계에서 분할된 문자를 정규화 시키는 문자 분할 정규화 단계; 및
차량 영상 트레이닝, 문자 트레이닝, 그리고 신경망 트레이닝을 이용한 신경망을 이용해서 개별 숫자 및 한글을 인식하는 개별 문자 인식 단계;
를 포함하여 이루어지는 영상에서 차량 번호판 인식 방법.
The method of claim 1, wherein the license plate character recognition step
A character segmentation normalization step of normalizing the characters segmented in the individual character segmentation step; And
Recognition of individual characters and Korean characters using neural networks using vehicle image training, character training, and neural network training;
The method comprising the steps of:
차량 영상을 획득하는 영상 수집부;
상기 영상 수집부에서 획득한 영상의 차량 번호판 영역을 추출하는 번호판 영역 추출부;
상기 번호판 영역 추출부에서 획득한 영상을 보정하는 번호판 영상 보정부;
상기 영상 보정부에서 보정한 영상의 개별 문자를 분할하는 문자 분할부; 및
상기 문자 분할부에서 분할된 개별 문자를 인식하는 문자 인식부;
를 포함하여 구성되며,
상기 번호판 영역 추출부는
상기 영상 수집부에서 획득한 영상의 번호판 영역 분할 및 레이블링을 하는 번호판 영역 분할부;
미리 결정된 적어도 하나 이상의 번호판 도면 정보를 이용하여 상기 번호판 영역 분할부로부터 얻은 정보를 이용하여 번호판 영역이라 판단되는 부분을 선택적으로 스캔하는 번호판 영역 스캔부; 및
상기 번호판 영역 스캔부에서 스캔된 영상을 이용하여 번호판 위치와 컬러 성분을 검출하는 번호판 영역 검출부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 번호판 인식 장치.
An image collecting unit for acquiring a vehicle image;
A license plate region extracting unit for extracting a license plate area of the image acquired by the image collecting unit;
A license plate image correcting unit for correcting the image acquired by the license plate area extracting unit;
A character division unit for dividing individual characters of the image corrected by the image correction unit; And
A character recognition unit recognizing individual characters divided by the character division unit;
And,
The number plate region extracting unit
A license plate area dividing unit for dividing and labeling the license plate area of the image acquired by the image collecting unit;
A license plate area scanning unit for selectively scanning a portion determined as a license plate area by using information obtained from the license plate area division unit using at least one license plate drawing information determined in advance; And
A license plate area detector for detecting a license plate position and a color component using the image scanned by the license plate area scanner;
Wherein the vehicle license plate recognizing device comprises:
삭제delete 제13항에 있어서, 상기 번호판 영역 분할부는
입력된 차량 영상에 대해 DoG필터를 적용하여 차량 명도(luminance) 영상 정보를 추출하는 명도 영상 추출부;
차량 영상 전체에 대해 2차 미분 필터링을 수행하여 영상 정보 추출 하는 2차 미분 영상 추출부;
상기 2차 미분 영상 추출부에서 필터링 한 영상에 대한 수평 방향으로 영교차점을 추출하는 수평방향 영교차점 추출부;
상기 수평방향 영교차점 추출부에서 추출된 영교차점들을 연결한 라인 테두리 분할들을 수직방향으로 누적시켜서 생성된 문자 획 분할에 대해 동일한 생상을 할당하는 방식으로 문자 세그먼트 컬러링 영상을 생성하는 문자 컬러링 영상 생성부;
상기 문자 컬러링 영상 생성부에서 생성된 테두리 기반 세그먼트 컬러링 영상에서 문자 정보를 추출하는 문자 정보 추출부; 및
상기 문자 정보 추출부에서 추출한 영상 정보에서 미리 결정된 패턴에 맞는 숫자 블롭을 찾고 이를 바탕으로 번호판 영역을 결정정하는 번호판 영역 결정부;
를 포함하여 구성되는 영상에서 차량 번호판 인식 장치.
14. The apparatus of claim 13, wherein the license plate area dividing unit
A brightness image extracting unit for extracting vehicle luminance image information by applying a DoG filter to the input vehicle image;
A second-order differential image extracting unit for performing second-order differential filtering on the entire vehicle image to extract image information;
A horizontal direction zero crossing point extracting unit for extracting a zero crossing point in a horizontal direction with respect to the image filtered by the second differential image extracting unit;
A character coloring image generating unit for generating a character segment coloring image in such a manner that the same segmentation is allocated to the generated character stroke segmentation by accumulating line segment segments connecting the zero crossings extracted by the horizontal direction zero crossing point extracting unit in the vertical direction, ;
A character information extracting unit for extracting character information from the frame-based segment coloring image generated by the character coloring image generating unit; And
A license plate area determination unit for finding a numeric blob corresponding to a predetermined pattern from the image information extracted by the character information extraction unit and determining a license plate area based on the number blob;
The vehicle license plate recognizing device comprising:
제13항에 있어서, 상기 번호판 영상 보정부는
상기 번호판 영역 추출부에서 얻어진 번호판 영상의 잡음제거를 위한 필터링 처리를 수행하는 필터링 처리부; 및
상기 필터링 처리부에서 필터링 된 영상의 개선 작업을 수행하는 필터링 영상 개선부;
를 포함하여 구성되는 영상에서 차량 번호판 인식 장치.
14. The apparatus of claim 13, wherein the license plate image correction unit
A filtering processor for performing a filtering process for noise removal of the license plate image obtained by the license plate area extracting unit; And
A filtering image enhancement unit performing an improvement operation of the filtered image in the filtering processing unit;
The vehicle license plate recognizing device comprising:
제16항에 있어서, 상기 필터링 처리부는
상기 번호판 영역 추출부에서 얻어진 번호판 영상을 이용하여 원근감 교정을 수행하는 원근감 교정부; 및
상기 원근감 교정부에서 교정된 번호판 영상을 가우시안 스무딩과 메디안 필터링을 차례로 수행하여 잡음을 제거하는 잡음 제거부;
를 포함하여 구성되는 영상에서 차량 번호판 인식 장치.
17. The apparatus of claim 16, wherein the filtering processor
A perspective sensing unit which performs perspective sensing using the license plate image obtained by the license plate region extracting unit; And
A noise eliminator for removing noise by sequentially performing Gaussian smoothing and median filtering on the license plate image calibrated by the perspective sensing unit;
The vehicle license plate recognizing device comprising:
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