KR102506971B1 - Method and system for recognizing license plates of two-wheeled vehicles through deep-learning-based rear shooting - Google Patents

Method and system for recognizing license plates of two-wheeled vehicles through deep-learning-based rear shooting Download PDF

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백승룡
양영의
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주식회사 알씨
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Abstract

The present invention relates to a deep learning-based method for recognizing a two-wheeled vehicle license plate through rear-side photographing and a system thereof, which can solve an overload problem of reading a license plate. The system comprises: a plurality of first to N^th vehicle number recognition devices (101, 102, 103); and a road crime prevention server (200) for transmitting crime prevention-related vehicle information.

Description

딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 방법 및 시스템{Method and system for recognizing license plates of two-wheeled vehicles through deep-learning-based rear shooting}Method and system for recognizing license plates of two-wheeled vehicles through deep-learning-based rear shooting}

본 발명은 이륜자동차 번호판 인식에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로에 설치된 차량번호인식장치를 통해 이륜자동차의 번호판을 추출하고, 추출된 번호판에 대하여 딥러닝 기반의 객체 인식 작업을 통해 일반 자동차와 이륜자동차를 분류 및 검출 한 후 검출된 객체의 번호판에 대한 이미지 확대 및 번호판 이미지 확대에 따른 영상 노이즈 및 딥러닝 기반의 영상 보정 알고리즘을 통해서 차량방범과, 생활방범을 포함하는 지능형 방범이 가능한 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to license plate recognition of a two-wheeled vehicle, and more particularly, by extracting a license plate of a two-wheeled vehicle through a license plate recognition device installed on a road, and recognizing a license plate of a two-wheeled vehicle through deep learning-based object recognition. After classifying and detecting cars, deep learning-based intelligent crime prevention including vehicle crime prevention and living crime prevention is possible through image enlargement of the license plate of the detected object and image noise according to license plate image enlargement and deep learning-based image correction algorithm. It relates to a method and system for recognizing a license plate of a two-wheeled vehicle through rear-viewing.

일반적으로 영상정보를 수집하기 위한 영상처리 시스템으로는 일정한 지역에 고정식 또는 이동식으로 설치된 감시카메라를 통하여 영상정보를 수집하는 CCTV보안시스템, 지능형 영상분석 기법을 적용하여 개별 오브젝트를 분류하는 객체인식 시스템, 주행 중인 차량의 속도위반이나 신호위반, 주차위반 등을 감지하는 차량번호판 인식시스템 등 각종 감시카메라와 연동하여 다양한 유형의 영상정보를 수집할 수 있는 영상처리 시스템이 폭넓게 사용되고 있다.In general, as an image processing system for collecting image information, a CCTV security system collects image information through a fixed or mobile surveillance camera installed in a certain area, an object recognition system that classifies individual objects by applying an intelligent image analysis technique, An image processing system that can collect various types of image information in conjunction with various surveillance cameras, such as a vehicle license plate recognition system that detects speed violations, signal violations, and parking violations of vehicles in motion, is widely used.

이러한 영상처리 시스템은 다양한 목적에 따라 대상객체를 확인하고 추적하기 위한 시스템으로 적용하기 위해서는 팬(pan)/틸트(tilt)/줌(zoom) 기능을 갖는 감시카메라를 목적하는 감시지점에 설치하고, 해당 감시지점을 감시카메라에서 촬영한 영상을 녹화 및 재생하기 위한 장치와 전기적 및 전자적으로 연결하여 구성하게 된다.In order to apply this image processing system as a system for identifying and tracking target objects for various purposes, a surveillance camera having a pan/tilt/zoom function is installed at the target surveillance point, The surveillance point is configured by electrically and electronically connecting it to a device for recording and reproducing images taken by a surveillance camera.

상기와 같은 영상처리 시스템과 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제1060528호(2011.08.24.)에는 사고발생 상황을 촬영하기 위해 특정의 지점에 설치되어 대상지점을 상시 촬영하는 범용카메라와; 상기 사고발생시 범용카메라에 촬영된 원본영상을 스트림 형태로 추출하는 원본영상 추출부와; 상기 원본영상 추출부에 의해 추출된 영상의 이미지를 대상객체와 주변사물로 구분하고, 상기 대상객체와 주변사물을 인식하여 이들 정보를 각각 처리가능한 데이터 형태로 가공하는 이미지 처리부와; 상기 이미지 처리부를 통해 전송된 데이터에 의해 대상객체를 인식하고 대상객체를 확인하고 추적하기 위한 데이터를 생성하여 출력하며, 각구성을 제어하는 마이크로 컴퓨터와; 상기 이미지 처리부에서 대상객체와 주변사물을 구분하고 이들을 인식하기 위한 데이터가 미리 저장되어, 대상객체와 주변사물의 구분 및 인식시 상기 마이크로 컴퓨터를 통해 미리 저장된 데이터를 제공하는 데이터 서버와; 상기 마이크로 컴퓨터에 의해 생성된 데이터를 수신하여 목적하는 대상객체에 초점을 두고 연속적으로 추적하며 촬영하는 전용카메라;를 포함하여 구성됨에 따라 대상객체에 대한 보다 향상된 인식률을 얻을 수 있는 보안시스템으로 적용되는 영상처리 시스템이 공지되어 있다.As a prior art that has been disclosed in relation to the image processing system as described above, Republic of Korea Patent Registration No. 1060528 (August 24, 2011) is installed at a specific point in order to photograph an accident occurrence situation, and is a general purpose for always photographing the target point. with a camera; an original video extracting unit for extracting the original video captured by the general-purpose camera in the form of a stream when the accident occurs; an image processing unit that divides the image of the video extracted by the original image extraction unit into a target object and surrounding objects, recognizes the target object and surrounding objects, and processes these information into data types that can be respectively processed; a microcomputer for recognizing a target object based on the data transmitted through the image processing unit, generating and outputting data for identifying and tracking the target object, and controlling each component; a data server for pre-stored data for identifying and recognizing target objects and surrounding objects in the image processing unit, and providing the previously stored data through the microcomputer when distinguishing and recognizing the target object and surrounding objects; Applied as a security system capable of obtaining a more improved recognition rate for a target object as configured by including; Image processing systems are known.

또한 등록특허공보 제1053939호(2011.07.28.)에는 적어도 2개 차량이 나란히 주행할 수 있는 폭의 도로를 한꺼번에 촬영하는 하나의 카메라와, 상기 카메라가 촬영한 원본 이미지를 처리하는 영상제어기를 포함하고, 상기.영상제어기는 저장매체; 상기 카메라로부터 상기 원본 이미지를 수신하는 영상수신부; 상기 원본 이미지에서 상기 도로를 주행하는 차량의 이미지 영역을 추출 인식하는 차량인식부; 및 상기 원본 이미지에서 상기 인식된 차량 이미지 영역을 포함하는 부분 이미지를 잘라내어 상기 저장매체에 저장하는 영상분할부를 포함하여 구성됨에 따라 고해상도 카메라로 촬영한 차량의 이미지를 생성하면서 저장 및 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 고해상도 카메라를 이용한 차량 방범용 CCTV 시스템이 공지되어 있다.In addition, Patent Registration No. 1053939 (July 28, 2011) includes a camera that simultaneously photographs a road wide enough for at least two vehicles to run side by side, and an image controller that processes the original image captured by the camera. And, the image controller includes a storage medium; an image receiving unit receiving the original image from the camera; a vehicle recognition unit extracting and recognizing an image region of a vehicle traveling on the road from the original image; and a video segmentation unit for cutting out a partial image including the recognized vehicle image area from the original image and storing the partial image in the storage medium, thereby efficiently storing and managing a vehicle image captured by a high-resolution camera. A CCTV system for vehicle security using a high-resolution camera capable of performing is known.

그러나 상기한 종래기술인 등록특허공보 제1060528호 및 제1053939호는 양자 모두 해당 감시지역의 사물이나 차량 등의 특정 객체를 검출하기 위해서는 감시카메라의 줌 기능에 따른 거리 값을 가깝게 설정해야만 하기 때문에 감시가능한 영역 범위가 매우 한정적이며, 감시카메라의 줌 기능에 따른 거리 값을 멀리 설정할 경우 감시영역은 확대할 수 있으나 객체인식의 인식률이 현저히 저하된다는 문제가 있었다.However, in both of the prior art Patent Registration Nos. 1060528 and 1053939, in order to detect a specific object such as an object or a vehicle in the surveillance area, the distance value according to the zoom function of the surveillance camera must be set close, so that it can be monitored. The area range is very limited, and if the distance value according to the zoom function of the surveillance camera is set far, the surveillance area can be enlarged, but there is a problem that the recognition rate of object recognition is significantly lowered.

또한 상기한 종래기술에서는 객체인식효율을 높이기 위하여 제1060528호의 경우 범용카메라와 함께 전용카메라를 구비한 복수 개의 감시카메라를 적용하거나 평소 감시영역 범위가 매우 제한적임은 물론 객체추적 이외의 객체에 대한 상세검출효율이 미비하다는 문제가 있고, 제1053939호의 경우에는 고해상도의 카메라를 적용하였으나 단순히 카메라의 해상도에만 의존하기 때문에 인식효율이 한계가 있다는 문제가 있었다.In addition, in the above prior art, in order to increase the object recognition efficiency, in the case of No. 1060528, a plurality of surveillance cameras equipped with a general-purpose camera and a dedicated camera are applied, or the range of the usual surveillance area is very limited, as well as detailed information about objects other than object tracking. There is a problem that the detection efficiency is insufficient, and in the case of No. 1053939, a high-resolution camera was applied, but there was a problem that the recognition efficiency was limited because it simply depended on the resolution of the camera.

즉 종래 기술의 경우 일반적으로 고정식 감시 카메라나 이동식 감시 카메라를 통해 실시간 영상을 처리하게 되어, 일반자동차의 경우에는 차로 상에 차지하는 객체의 크기가 차로의 가로 크기 정도이며, 번호판의 문자나 숫자의 해상도 크기가 30픽셀 이상이면 인식하는데 있어서 현재 기술로는 문제가 없지만, 반대로 현저하게 작은 경우에는 차량번호인식을 하기가 어렵다. That is, in the case of the prior art, real-time video is generally processed through a fixed surveillance camera or a mobile surveillance camera, and in the case of a general vehicle, the size of an object occupying a lane is about the width of the lane, and the resolution of letters or numbers on a license plate If the size is 30 pixels or more, there is no problem with the current technology in recognizing, but on the contrary, if it is remarkably small, it is difficult to recognize the vehicle number.

이러한 문제가 있기에 고정형 및 이동식 감시 카메라의 해상도를 아주 크게 하거나, 차량번호인식이 가능한 크기가 될 수 있도록 렌즈를 줌 인하게 되나, 감시범위를 확대를 하는 경우, 해당 객체의 이동 궤적이 짧아져서 객체 추적이 용이하지 않게 되고, 특정 위치에서 해당 객체의 정보를 추출하기 어려워진다는 문제가 있다.Because of this problem, the resolution of fixed and mobile surveillance cameras is increased very much, or the lens is zoomed in so that the license plate number can be recognized. There is a problem that tracking is not easy and it becomes difficult to extract information of a corresponding object at a specific location.

특히 이륜자동차의 경우, 작은 번호판 크기로 인하여 이륜자동차의 번호판 인식이 어려워지므로, 작은 번호판의 인식을 하기 위해서는 일반 자동차 번호판 크기로 확대가 필요하다.In particular, in the case of a two-wheeled vehicle, it is difficult to recognize the license plate of a two-wheeled vehicle due to the small license plate size, so it is necessary to enlarge the license plate size of a general vehicle in order to recognize a small license plate.

그러나 원본 이미지를 단순 확대를 하는 경우, 이미지의 윤곽선이 희미해지고 특징점들이 적어지므로 번호인식의 정확도를 많이 떨어뜨린다. 영상 이미지 확대시에 보정하는 영상 처리 방법은 처리속도가 많이 소요되며, 그 정확도가 떨어진다는 문제가 발생하였다.However, when the original image is simply enlarged, the outline of the image is blurred and feature points are reduced, which greatly reduces the accuracy of number recognition. The image processing method of correcting video image enlargement takes a lot of processing speed and has a problem that its accuracy is low.

대한민국 등록특허 제10-1060528호(2011.08.24.)Republic of Korea Patent No. 10-1060528 (2011.08.24.) 대한민국 등록특허공보 제10-1053939호(2011.07.28.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1053939 (2011.07.28.)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도로에 설치된 차량번호인식장치를 통해 이륜자동차의 번호판을 추출하고, 추출된 번호판에 대하여 딥러닝 기반의 객체 인식 작업을 통해 일반 자동차와 이륜자동차를 분류 및 검출 한 후 검출된 객체의 번호판에 대한 이미지 확대 및 번호판 이미지 확대에 따른 영상 노이즈 및 딥러닝 기반의 영상 보정 알고리즘을 통해서 차량방범과, 생활방범을 포함하는 지능형 방범이 가능한 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the various disadvantages and problems of the prior art as described above, and extracts the license plate of a two-wheeled vehicle through a license plate recognition device installed on the road, and deep-learning-based object recognition work for the extracted license plate After classifying and detecting general cars and two-wheeled vehicles through image enlargement of the license plate of the detected object and image noise according to license plate image enlargement and deep learning-based image correction algorithm, intelligent including vehicle crime prevention and life prevention Its purpose is to provide a method and system for recognizing two-wheeled vehicle license plates through deep learning-based rear-viewing capable of crime prevention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 후방을 촬영하도록 도로에 설치되고, 내장된 감시카메라에서 촬영한 영상에 대한 딥러닝 기반의 객체 인식 작업을 통해 도로상의 일반 자동차와 이륜자동차를 분류하며, 분류된 객체들의 움직임을 추적하고 특정 위치에서 해당 객체를 분류 검출하며, 검출된 객체의 번호판 유무를 판단한 후 추출된 번호판에 대한 이미지 확대 및 번호판에 대한 이미지 확대에 따른 영상 노이즈 및 딥러닝 기반의 영상 보정 알고리즘을 통해서 이륜자동차 번호판 인식을 인식하는 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판을 인식하고, 그 중 방범 대상으로 인식된 차량정보에 대하여 도로방범 서버(200)로 해당 차량번호인식장치의 식별정보와 단속관련 정보를 전송하는 복수의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103); 및 복수의 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)로 방범대상 차량의 번호판 정보를 포함하는 방범관련 차량 정보를 전송하고, 복수의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)로부터 전송된 정보를 경찰청을 포함하는 관련기관으로 통보하는 상기 도로방범 서버(200);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템을 제공한다.The present invention for achieving the above object is installed on the road to photograph the rear of the vehicle, and classifies general cars and two-wheeled vehicles on the road through deep learning-based object recognition for images captured by a built-in surveillance camera. It tracks the movement of classified objects, classifies and detects the object at a specific location, determines whether or not the detected object has a license plate, and then enlarges the image of the license plate and image noise and deep learning based on the image of the license plate. Recognizes the license plate of a two-wheeled vehicle through rear-viewing based on deep learning that recognizes the license plate recognition of a two-wheeled vehicle through an image correction algorithm of A plurality of first to N-th license plate recognition devices (101, 102, 103) for transmitting identification information and enforcement-related information of the device; And transmitting crime prevention-related vehicle information including license plate information of a crime prevention target vehicle to a plurality of the first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, and 103, and a plurality of first to Nth vehicle number recognition devices ( 101, 102, 103) the road security server 200 that notifies the information transmitted from the National Police Agency to related organizations including the National Police Agency; to provide.

여기서 상기 이륜자동차 번호판 인식은 SRCNN(Super Resolution Conveoltion Neural Network)을 이용하는 것을 특징으로 한다.Here, the two-wheeled vehicle license plate recognition is characterized by using a Super Resolution Conveoltion Neural Network (SRCNN).

그리고 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일반 자동차, 이륜자동차 인식 신경망 학습 시 후방촬영 영상에 대하여 일반, 이륜자동차 인식, 바운더리 박스 생성, 번호판 영역 검출, 번호판 영역 판독 및 학습 데이터를 포함하는 인식 신경망 학습을 하는 단계(S100); 상기 학습 데이터가 완성되면 판독 신경망을 학습하는 단계(S110); 상기 학습된 판독 신경망 데이터를 복수개의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 저장부에 프로그램으로 설치하는 단계(S120); 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 저장부(170)에 통신망과 통신부(110)를 통해 도로방범 서버(200)로부터 방범관련 차량번호가 주기적으로 업데이트되는 단계(S130); 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 감시카메라부(120)는 도로에 주행 중인 차량의 후방을 촬영하여 영상을 수신하고, 수신된 영상은 각각의 사전객체 분류부(130)에서 일반차량과 이륜자동차로 분류되는 단계(S140); 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)의 객체 추적부(140)는 상기 사전객체 분류부(130)에서 분류된 객체 중 이륜자동차(이륜차)의 움직임을 추적하는 단계(S150); 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 번호 추출부(160)는 이륜자동차(이륜차)의 번호판에서 번호를 추출하는 단계(S170);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 방법을 제공한다.And in order to achieve the above object, the present invention is a recognition neural network including general and two-wheeled vehicle recognition, boundary box generation, license plate area detection, license plate area reading, and learning data for rear view images when learning a general car and two-wheeled vehicle recognition neural network. Learning step (S100); learning a reading neural network when the learning data is completed (S110); installing the learned reading neural network data as a program in a storage unit of each of the plurality of first to Nth license plate recognition devices 101, 102, and 103 (S120); Periodically updating the crime prevention-related vehicle number from the road security server 200 through the communication network and the communication unit 110 in the storage unit 170 of each of the first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, and 103 (S130); The monitoring camera unit 120 of each of the first to Nth license plate recognizing devices 101, 102, and 103 receives an image by photographing the rear of a vehicle running on the road, and the received image is classified into each preliminary object. Classifying in unit 130 into general vehicles and two-wheeled vehicles (S140); The object tracking unit 140 of the first to Nth license plate recognizing devices 101, 102, and 103 tracks the motion of a two-wheeled vehicle (two-wheeled vehicle) among the objects classified in the preliminary object classification unit 130 ( S150); The number extraction unit 160 of each of the first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, and 103 extracts a number from a license plate of a two-wheeled vehicle (two-wheeled vehicle) (S170); characterized in that it comprises a It provides a two-wheeled vehicle license plate recognition method through rear-viewing based on deep learning.

여기서 번호를 추출하는 단계(S170)는 SRCNN(Super Resolution Conveoltion Neural Network)을 이용하는 것을 특징으로 한다.Here, the step of extracting the number (S170) is characterized by using a Super Resolution Conveoltion Neural Network (SRCNN).

이와 같이 이루어지는 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention made in this way has the following effects.

첫째, 도로에 설치된 차량번호인식장치를 통해 이륜자동차의 번호판을 추출하고, 추출된 번호판에 대하여 딥러닝 기반의 객체 인식 작업을 통해 일반 자동차와 이륜자동차를 분류 및 검출 한 후 검출된 객체의 번호판에 대한 이미지 확대 및 번호판 이미지 확대에 따른 영상 노이즈 및 딥러닝 기반의 후방 촬영 영상 보정 알고리즘을 통해서 차량방범과, 생활방범을 포함하는 지능형 방범이 가능한 이륜자동차 번호판을 인식할 수 있는 효과가 있다.First, the license plate of the two-wheeled vehicle is extracted through the license plate recognition device installed on the road, and the extracted license plate is classified and detected through deep learning-based object recognition. There is an effect of recognizing the license plate of a two-wheeled vehicle capable of intelligent crime prevention including vehicle crime prevention and living crime prevention through image noise and deep learning-based rear image correction algorithm according to image enlargement and license plate image enlargement.

둘째, 번호판이 뒤에만 있는 이륜자동차(이륜차)의 후방을 촬영함으로써 특히 이륜자동차 단속에 효율적으로 활용할 수 있다.Second, by taking a picture of the rear of a two-wheeled vehicle (two-wheeled vehicle) where the license plate is located only at the back, it can be effectively used for cracking down on two-wheeled vehicles.

셋째, 방범 관련 단속에 필요한 번호판 판독을 각각의 차량번호인식장치에서 수행함으로써 기존에 복수의 카메라에서 촬영한 영상정보를 수신한 서버에서 모든 영상데이터에서 번호를 판독하기 위한 불필요한 영상 데이터 송수신을 획기적으로 줄일 수 있음에 따라 불필요한 데이터 통신을 줄임은 물론, 전송된 모든 영상 데이터에 대한 차량 번호판 판독을 서버에서 수행함으로써 발생하였던 방범 관련 번호판 판독의 과부하 문제를 해결할 수 있다. Third, by performing the license plate reading necessary for crime prevention-related crackdowns in each license plate recognition device, unnecessary video data transmission and reception to read the number from all video data in the server that has received the video information previously taken by multiple cameras is innovatively As it can be reduced, it is possible to reduce unnecessary data communication as well as to solve the overload problem of license plate reading related to crime prevention caused by performing vehicle license plate reading for all transmitted image data in the server.

도 1은 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템의 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1에 나타낸 차량번호인식장치의 실시예를 설명하기 위한 블록 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템에서 이용되는 신경망의 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템에서 이용되는 SRCNN의 네트워크 구조를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 결과의 예를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a diagram for explaining an embodiment of a two-wheeled vehicle license plate recognition system through deep learning-based rearward shooting according to the present invention;
Figure 2 is a block diagram for explaining an embodiment of the license plate recognition device shown in Figure 1,
3 is a view for explaining an embodiment of a neural network used in a two-wheeled vehicle license plate recognition system through deep learning-based rear-viewing according to the present invention;
4 is a diagram showing the network structure of SRCNN used in the two-wheeled vehicle license plate recognition system through deep learning-based rear imaging according to the present invention;
5 is a diagram showing an example of a license plate recognition result of a two-wheeled vehicle through deep learning-based rearward shooting according to the present invention;
6 is a flowchart for explaining an embodiment of a method for recognizing a license plate of a two-wheeled vehicle through rear imaging based on deep learning according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the examples described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shapes of elements in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer explanation. It should be noted that in each drawing, the same members are sometimes indicated by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템의 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 나타낸 차량번호인식장치의 실시예를 설명하기 위한 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템에서 이용되는 신경망의 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템에서 이용되는 SRCNN의 네트워크 구조를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 결과의 예를 보여주는 도면이다.1 is a diagram for explaining an embodiment of a two-wheeled vehicle license plate recognition system through deep learning-based rear imaging according to the present invention, and FIG. 2 is a block configuration for explaining an embodiment of the license plate recognition device shown in FIG. 1 FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of a neural network used in a two-wheeled vehicle license plate recognition system through deep learning-based rear imaging according to the present invention, and FIG. 4 is a deep learning-based rear imaging according to the present invention. Figure 5 is a diagram showing the network structure of SRCNN used in a two-wheeled vehicle license plate recognition system through , and FIG.

본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템의 실시예는 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같은데, 우선 시스템의 실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 일반자동차나 이륜자동차가 통행하는 도로에 설치되는 복수개의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)와 도로방범 서버(200) 및 통신망을 포함하여 구성된다.An embodiment of the two-wheeled vehicle license plate recognition system through deep learning-based rear imaging according to the present invention is as shown in FIGS. 1 to 4. First, as shown in FIG. 1, the embodiment of the system is It is configured to include a plurality of first to Nth vehicle number recognition devices (101, 102, 103), a road security server 200, and a communication network installed on a passing road.

복수의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각은 도로에 설치된 카메라로부터 영상 신호를 수신하고, 수신된 영상으로부터 딥러닝 기반의 객체 인식 작업을 통해 도로상의 일반 자동차와 이륜자동차를 분류하며, 분류된 객체들의 움직임을 추적하고 특정 위치에서 해당 객체를 분류 검출하며, 검출된 객체의 번호판 유무를 판단한 후 추출된 번호판에 대한 이미지 확대 및 번호판 확대에 따른 영상 노이즈 및 딥러닝 기반의 영상 보정 알고리즘을 통해서 이륜자동차 번호판 인식을 인식하는 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판을 인식하고, 그 중 방범 대상으로 인식된 차량정보에 대하여 도로방범 서버(200)로 해당 차량번호인식장치의 식별정보와 단속관련 정보(촬영영상 정보, 촬영시간, 촬영위치, 차량번호판 등) 등 미리 설정된 정보를 전송한다.Each of the plurality of first to Nth license plate recognizing devices 101, 102, and 103 receives an image signal from a camera installed on the road, and recognizes a general vehicle and two-wheeled vehicle on the road through deep learning-based object recognition from the received image. Cars are classified, the motions of the classified objects are tracked, the object is classified and detected at a specific location, and after determining whether or not the detected object has a license plate, the image of the extracted license plate is enlarged and image noise and deep learning based on license plate enlargement are used. Recognizes the license plate of a two-wheeled vehicle through rear-viewing based on deep learning that recognizes the license plate recognition of a two-wheeled vehicle through an image correction algorithm of Transmits preset information such as device identification information and enforcement-related information (photographed image information, recording time, recording location, license plate, etc.).

도로방범 서버(200)는 복수의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)로 방범대상 차량의 번호판 정보 등 방범관련 차량 정보를 전송하고, 복수의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)로부터 전송된 정보를 관련기관인 경찰청 등으로 통보하게 된다.The road security server 200 transmits vehicle information related to crime prevention, such as license plate information of a vehicle subject to crime prevention, to a plurality of first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, and 103, and a plurality of first to Nth vehicle numbers. The information transmitted from the recognition devices 101, 102, and 103 is notified to the National Police Agency, which is a related institution.

여기서 복수개의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각은 도 2에 나타낸 바와 같이, 통신부(110), 감시카메라부(120), 사전객체 분류부(130), 객체 추적부(140), 번호판 판단부(150), 번호 추출부(160), 저장부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190)를 포함하여 구성되고, 저장부(170)는 제1저장부(170a)와 제2저장부(170b)로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, each of the plurality of first to Nth license plate recognition devices 101, 102, and 103 includes a communication unit 110, a surveillance camera unit 120, a preliminary object classification unit 130, and an object tracking unit. It is configured to include a unit 140, a license plate determination unit 150, a number extraction unit 160, a storage unit 170, a control unit 180 and a power supply unit 190, and the storage unit 170 is a first storage unit. It may be composed of a part 170a and a second storage part 170b.

통신부(110)는 도로방범 서버(200)와 통신망을 통해 통신한다.The communication unit 110 communicates with the road security server 200 through a communication network.

감시카메라부(120)는 도로에 설치된 카메라로 도로상의 영상신호를 수신한다. 이러한 감시카메라부(120)는 일반적으로 차량의 전방이 아닌 후방을 촬영하는 감시카메라(120)로써, 이는 이륜자동차의 경우 후방에만 번호판이 부착되기 때문이다.The surveillance camera unit 120 receives a video signal on the road with a camera installed on the road. This surveillance camera unit 120 is generally a surveillance camera 120 that photographs the rear rather than the front of the vehicle, because a license plate is attached only to the rear in the case of a two-wheeled vehicle.

사전객체 분류부(130)는 감시카메라부(120)에서 수신된 영상으로부터 딥러닝 기반의 객체인식작업을 통해 도로상의 차량에 대하여 일반차량(트럭, 일반자동차 등)과 이륜자동차를 분류한다. 이때, 감시카메라부(120)로부터 수신된 영상데이터에서 실시간으로 이미지 프레임 데이터를 추출한다. 이미지 데이터는 일반자동차와 이륜자동차 객체 감지(Object detection)를 위한 CNN(Convolutional Neural Network)의 입력으로 사용된다. The preliminary object classification unit 130 classifies vehicles on the road into general vehicles (trucks, general vehicles, etc.) and two-wheeled vehicles through deep learning-based object recognition from the images received from the surveillance camera unit 120. At this time, image frame data is extracted in real time from the video data received from the monitoring camera unit 120 . Image data is used as an input for CNN (Convolutional Neural Network) for object detection of general cars and motorcycles.

객체 추적부(140)는 사전객체 분류부(130)에서 분류된 객체 중 이륜자동차(이륜차)의 움직임을 추적한다. 즉 일반자동차와 이륜자동차 객체감지의 결과로 얻어진 Bounding box에 고유 ID를 부여하고 현재 프레임과 이전 프레임을 비교하여 객체 추적을 진행(Deep SORT; Simple Online and Realtime Tracking 알고리즘 등의 사용)한다. 그리고 미리 설정된 특정위치의 해당 객체(번호판)를 분류한다. The object tracking unit 140 tracks the movement of a two-wheeled vehicle (two-wheeled vehicle) among the objects classified by the preliminary object classification unit 130 . In other words, a unique ID is assigned to the bounding box obtained as a result of object detection for general vehicles and motorcycles, and object tracking is performed by comparing the current frame with the previous frame (using Deep SORT; Simple Online and Realtime Tracking algorithm). Then, the corresponding object (license plate) of a specific location set in advance is classified.

번호판 판단부(150)는 객체추적부(140)에서 검출된 객체의 번호판 유무를 판단한다.The license plate determining unit 150 determines whether the object detected by the object tracking unit 140 has a license plate.

번호 추출부(160)는 번호판 판단부(150)에서 번호판이 있는 것으로 판단되면 해당 번호판에서 번호를 추출한다. 이때, 본 발명에서는 이륜자동차의 후방 촬영으로 획득한 차량 번호판 영상 데이터는 1) 노이즈(Noise)가 많거나 2) 저해상도(Low Resolution)이미지가 존재 할 경우가 상당히 많다. 따라서 번호판 식별을 위해, 영상(이미지)로부터 이륜차 번호판이 검출되고, 검출된 영역은 Crop되어 2개의 노이즈 제거 및 고해상도 복원 딥러닝 네트워크의 입력으로 사용된다.The number extractor 160 extracts a number from the license plate when it is determined that the license plate determination unit 150 has a license plate. At this time, in the present invention, vehicle license plate image data obtained by photographing the rear of a two-wheeled vehicle often has a lot of noise or 2) a low resolution image. Therefore, for license plate identification, the license plate of the two-wheeled vehicle is detected from the image (image), and the detected area is cropped and used as an input of two noise removal and high-resolution restoration deep learning networks.

즉 이륜자동차의 번호판을 인식하는 방법은 영상(이미지)로부터 심층 신경망(CNN)의 객체 검출를 통한 영역을 Crop하여 이륜차인 오토바이를 획득하고, 이러 오토바이 번호판을 획득한다. 여기서 획득된 번호판의 OCR은 작은 크기로 구성되어 있으며, 일반적인 기존의 심층 신경망 기반의 번호인식을 하였을 경우, 오인식이 발생한다. 따라서 해당 번호판 이미지를 고해상도 복원 딥러닝 네트워크 알고리즘을 사용하여, 흐릿한 영상 이미지를 고해상도 이미지 변환을 한 후, 번호인식을 진행한다. 이때 본 발명에서는 해상도 이미지를 고해상도로 복원하는 알고리즘으로, Single Image Super Resolution을 사용하며, 그 중에서 도 4에서와 같은 SRCNN을 사용한다. That is, in the method of recognizing the license plate of a two-wheeled vehicle, a motorcycle, which is a two-wheeled vehicle, is obtained by cropping an area through object detection of a deep neural network (CNN) from an image (image), and thus the motorcycle license plate is obtained. The OCR of the license plate obtained here is composed of a small size, and misrecognition occurs when a number is recognized based on a general existing deep neural network. Therefore, after converting the blurry video image into a high-resolution image using a high-resolution restoration deep learning network algorithm for the license plate image, number recognition is performed. At this time, the present invention uses Single Image Super Resolution as an algorithm for restoring a resolution image to high resolution, and among them, SRCNN as shown in FIG. 4 is used.

참고로, 먼저 저해상도 이미지를 Bicubic 보간법에 의해 이미지 확대를 한다. 그 다음 SRCNN(Super Resolution Conveoltion Neural Network)의 경우 늘려진 이미지를 입력으로 특징을 가지는 다차원의 Patch를 추출하고, Non-linear하게 다른 차원의 Patch들로 매핑을 진행하여 고해상도 이미지를 복원한다. 그 다음 고해상도 이미지와 실제 고해상도 이미지 사이의 차이를 역전파하여 신경망의 가중치를 학습을 진행하게 된다.For reference, first, a low-resolution image is enlarged by Bicubic interpolation. Next, in the case of SRCNN (Super Resolution Conveoltion Neural Network), multi-dimensional patches having characteristics are extracted with the stretched image as input, and high-resolution images are restored by performing non-linear mapping with patches of different dimensions. Then, the difference between the high-resolution image and the actual high-resolution image is back-propagated to learn the weights of the neural network.

이때 첨부된 도 4의 SRCNN 네트워크는 저해상도(Low Resolution : LR) 이미지를 입력에 대하여, 이미지 확대에는 이미치 처리 방식인 Bicublc 보간법을 사용하여 원하는 크기로 이미지를 늘려주고(High Resolution : HR), 여기에 convolutional layer를 적용하여, 노이즈 제거 동작을 수행하게 되므로 후방에서 촬영하는 이륜차의 번호판에 대한 인식률을 향상시키게 된다. 이때, 도 5는 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 결과의 예를 보여주는 도면으로, SRCNN 네트워크 처리 전의 영상과 SRCNN 네트워크 처리 후의 영상의 선명도에 확실한 차이가 있음을 보여주고 있다. At this time, the SRCNN network of attached FIG. 4 uses a low resolution (LR) image as an input, and increases the image to a desired size using the Bicublc interpolation method, which is an image processing method, to enlarge the image (High Resolution: HR), here By applying a convolutional layer to , noise removal operation is performed, so the recognition rate for the license plate of a two-wheeled vehicle photographed from the rear is improved. At this time, FIG. 5 is a diagram showing an example of a two-wheeled vehicle license plate recognition result through deep learning-based rearward shooting according to the present invention, showing that there is a clear difference in the sharpness of an image before SRCNN network processing and an image after SRCNN network processing there is.

본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템에서 이용되는 신경망의 실시예인 도 3을 보면 일반 자동차, 이륜자동차 인식 신경망 학습 시 후방촬영 영상에 대하여 일반, 이륜자동차 인식, 바운더리 박스 생성, 번호판 영역 검출, 번호판 영역 판독, 학습 데이터 완성 후 판독 신경망을 학습하게 되고, 이러한 학습 결과에 따라 실제 후방 촬영 영상 데이터에 대하여 CCTC(감시카메라부(120))로부터의 실시간 이미지에 대하여 일반, 이륜자동차 인식, 차량 번호판 영역 인식 및 딥러닝에 의한 노이즈 제거(슈퍼 해상도 적용)에 따른 차량 번호판 판독이 수행되는 것이다.Referring to FIG. 3, which is an embodiment of the neural network used in the system for recognizing two-wheeled vehicles through rear-viewing based on deep learning according to the present invention, general, two-wheeled vehicle recognition, and boundary boxes for rear-viewed images when learning a neural network for recognizing general vehicles and two-wheeled vehicles After generation, license plate area detection, license plate area reading, and training data are completed, the reading neural network is learned. Vehicle license plate reading is performed according to two-wheeled vehicle recognition, vehicle license plate area recognition, and noise removal by deep learning (super resolution application).

저장부(170)는 번호 추출부(160)에서 추출한 번호를 저장한다. 이때, 저장부(170)는 추출한 번호 외에도 도로방범 서버(200)에서 전송된 방범 관련 차량의 번호판 정보가 미리 저장된다. 이를 위하여 저장부(170)는 도로방범 서버(200)에서 전송된 방범 관련 차량의 번호판 정보를 저장하기 위한 제1저장부(170a)와 번호 추출부(160)에서 추출한 번호를 저장하기 위한 제2저장부(170b)로 구성될 수 있다.The storage unit 170 stores the number extracted by the number extraction unit 160. At this time, in addition to the extracted number, the storage unit 170 stores the license plate information of the crime prevention-related vehicle transmitted from the road security server 200 in advance. To this end, the storage unit 170 includes a first storage unit 170a for storing the license plate information of the crime prevention-related vehicle transmitted from the road security server 200 and a second storage unit 170a for storing the number extracted from the number extraction unit 160. It may be configured as a storage unit (170b).

제어부(180)는 통신부(110), 감시카메라부(120), 사전객체 분류부(130), 객체 추적부(140), 번호판 판단부(150), 번호 추출부(160) 및 저장부(170)를 제어하며, 제1저장부(170a)와 제2저장부(170b)의 번호정보를 비교하여 방범 관련 번호가 추출된 경우 해당 차량번호인식장치의 식별정보와 단속관련 정보(촬영영상 정보, 촬영시간, 촬영위치, 차량번호판 등)를 통신부(110)를 통해 도로방범 서버(200)로 전송한다.The controller 180 includes a communication unit 110, a surveillance camera unit 120, a dictionary object classification unit 130, an object tracking unit 140, a license plate determination unit 150, a number extraction unit 160, and a storage unit 170. ), and if a number related to crime prevention is extracted by comparing the number information of the first storage unit 170a and the second storage unit 170b, the identification information of the license plate recognition device and enforcement related information (photographed image information, photographing time, photographing location, license plate, etc.) are transmitted to the road security server 200 through the communication unit 110.

도 6은 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart for explaining an embodiment of a method for recognizing a license plate of a two-wheeled vehicle through rear imaging based on deep learning according to the present invention.

본 발명에 따른 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 방법의 실시예는 도 6에 나타낸 바와 같이, 일반 자동차, 이륜자동차 인식 신경망 학습 시 후방촬영 영상에 대하여 일반, 이륜자동차 인식, 바운더리 박스 생성, 번호판 영역 검출, 번호판 영역 판독 및 학습 데이터를 포함하는 인식 신경망 학습을 한다(S100).As shown in FIG. 6, the deep learning-based method for recognizing two-wheeled vehicle license plates through rear-viewing according to the present invention is general, two-wheeled vehicle recognition, and boundary box for rear-photographed images when learning a neural network for recognizing general vehicles and two-wheeled vehicles. Generation, license plate area detection, license plate area reading, and recognition neural network training including learning data are performed (S100).

그리고 학습 데이터가 완성되면 판독 신경망을 학습한다(S110).When the learning data is completed, the reading neural network is learned (S110).

이러한 판독 신경망 데이터를 복수개의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 저장부에 프로그램으로 설치한다(S120).The reading neural network data is installed as a program in the storage unit of each of the plurality of first to Nth license plate recognition devices 101, 102, and 103 (S120).

그리고 각각의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)의 저장부(170)에 통신망과 통신부(110)를 통해 도로방범 서버(200)로부터 방범관련 차량번호가 주기적으로 저장(업데이트)된다(S130).And, through the communication network and the communication unit 110, the vehicle number related to crime prevention is periodically stored in the storage unit 170 of each of the first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, and 103 from the road security server 200 ( updated) (S130).

제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 감시카메라부(120)는 도로에 주행 중인 차량의 후방을 촬영하여 영상을 수신하고, 수신된 영상은 사전객체 분류부(130)에서 일반차량(트럭, 일반자동차 등)과 이륜자동차를 분류한다(S140).The monitoring camera unit 120 of each of the first to Nth license plate recognizing devices 101, 102, and 103 receives an image by photographing the rear of a vehicle running on the road, and the received image is a preliminary object classification unit 130 ), general vehicles (trucks, general cars, etc.) and two-wheeled vehicles are classified (S140).

그리고 각각의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)의 객체 추적부(140)는 사전객체 분류부(130)에서 분류된 객체 중 이륜자동차(이륜차)의 움직임을 추적하는데, 이륜자동차 객체감지의 결과로 얻어진 Bounding box에 고유 ID를 부여하고 현재 프레임과 이전 프레임을 비교하여 객체 추적을 진행(Deep SORT; Simple Online and Realtime Tracking 알고리즘 등의 사용)한다(S150).In addition, the object tracking unit 140 of each of the first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, and 103 tracks the movement of a two-wheeled vehicle (two-wheeled vehicle) among the objects classified in the preliminary object classification unit 130, A unique ID is given to the bounding box obtained as a result of the two-wheeled vehicle object detection, and object tracking is performed (using Deep SORT; Simple Online and Realtime Tracking algorithm, etc.) by comparing the current frame with the previous frame (S150).

한편 차량번호인식장치의 번호판 판단부(150)는 객체추적부(140)에서 검출된 객체(이륜자동차)의 번호판 유무를 판단한다(S160).Meanwhile, the license plate determining unit 150 of the license plate recognizing device determines whether the object (two-wheeled vehicle) detected by the object tracking unit 140 has a license plate (S160).

또한 차량번호인식장치의 번호 추출부(160)는 번호판 판단부(150)에서 번호판이 있는 것으로 판단되면 해당 번호판에서 번호를 추출한다(S170). 이때, 해당 번호판 이미지를 고해상도 복원 딥러닝 네트워크 알고리즘을 사용하여, 흐릿한 영상 이미지를 고해상도 이미지 변환을 한 후, 번호인식을 진행하는데, 고해상도 이미지와 실제 고해상도 이미지 사이의 차이를 역전파하여 신경망의 가중치를 학습을 진행하게 된다. 이때, SRCNN(Super Resolution Conveoltion Neural Network)을 이용한다.In addition, when the number extraction unit 160 of the license plate recognizing device determines that there is a license plate in the license plate determining unit 150, the number is extracted from the corresponding license plate (S170). At this time, after converting the blurry video image into a high-resolution image by using a high-resolution restoration deep learning network algorithm for the license plate image, number recognition is performed. learning proceeds. At this time, SRCNN (Super Resolution Conveoltion Neural Network) is used.

차량번호인식장치의 제어부(180)는 번호 추출부(160)에서 추출한 번호를 저장부(170)에 저장한다. 이때, 저장부(170)에는 추출한 번호 외에도 도로방범 서버(200)에서 전송된 방범 관련 차량의 번호판 정보가 미리 저장되어 있으므로 제어부(180)는 저장부(170)(제1저장부(170a)와 제2저장부(170b))의 번호정보를 비교하여(S180), 방범 관련 번호가 추출된 경우 해당 차량번호인식장치의 식별정보와 단속관련 정보(촬영영상 정보, 촬영시간, 촬영위치, 차량번호판 등)를 통신부(110)를 통해 도로방범 서버(200)로 전송한다(S190).The control unit 180 of the license plate recognizing device stores the number extracted by the number extraction unit 160 in the storage unit 170. At this time, since the license plate information of the crime prevention-related vehicle transmitted from the road security server 200 is stored in the storage unit 170 in advance in addition to the extracted number, the control unit 180 stores the storage unit 170 (first storage unit 170a and By comparing the number information of the second storage unit (170b) (S180), when a number related to crime prevention is extracted, the identification information of the vehicle number recognition device and enforcement-related information (photographed image information, recording time, recording location, license plate number) etc.) is transmitted to the road security server 200 through the communication unit 110 (S190).

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.One embodiment of the present invention described above is only exemplary, and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, it will be well understood that the present invention is not limited to the forms mentioned in the detailed description above. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents and alternatives within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

101, 102, 103 : 복수개의 제1 내지 제N차량번호인식장치
110 : 통신부 120 : 감시카메라부
130 : 사전객체 분류부 140 : 객체 추적부
150 : 번호판 판단부 160 : 번호 추출부
170 : 저장부 170a : 제1저장부
170b : 제2저장부 180 : 제어부
190 : 전원 공급부 200 : 도로방범 서버
210 : 통신부 220 : 데이터베이스
230 : 방법정보 저장부 240 : 제어부
101, 102, 103: a plurality of first to Nth vehicle number recognition devices
110: communication unit 120: monitoring camera unit
130: dictionary object classification unit 140: object tracking unit
150: license plate determination unit 160: number extraction unit
170: storage unit 170a: first storage unit
170b: second storage unit 180: control unit
190: power supply unit 200: road security server
210: communication unit 220: database
230: method information storage unit 240: control unit

Claims (4)

차량의 후방을 촬영하도록 도로에 설치되고, 내장된 감시카메라에서 촬영한 영상에 대한 딥러닝 기반의 객체 인식 작업을 통해 도로상의 일반 자동차와 이륜자동차를 분류하고, 분류된 객체들의 움직임을 추적하고 특정 위치에서 해당 객체를 분류 검출하며, 검출된 객체의 번호판 유무를 판단한 후 추출된 번호판에 대한 이미지 확대와, 번호판에 대한 이미지 확대에 따른 영상 노이즈 제거 및 딥러닝 기반의 영상 보정 알고리즘을 통해서 후방을 촬영한 이륜자동차 번호판을 인식하고, 그 중 방범 대상으로 인식된 차량정보에 대하여 도로방범 서버(200)로 해당 차량번호인식장치의 식별정보와 단속관련 정보를 전송하는 복수의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103); 및
복수의 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)로 방범대상 차량의 번호판 정보를 포함하는 방범관련 차량 정보를 전송하고, 복수의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)로부터 전송된 정보를 경찰청을 포함하는 관련기관으로 통보하는 상기 도로방범 서버(200);를 포함하여 구성되되,
상기 이륜자동차 번호판 인식은 SRCNN(Super Resolution Conveoltion Neural Network)을 이용하며, 복수의 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)의 내장된 감시카메라에서 촬영한 영상에 대하여 저해상도(Low Resolution : LR) 이미지를 바이큐빅(Bicubic) 보간법을 사용하여 원하는 크기의 고해상도(High Resolution : HR) 이미지로 늘려주고, 컨벌루셔널 레이어(convolutional layer)를 적용하여 노이즈 제거를 수행하여 후방을 촬영한 이륜자동차의 번호판에 대한 인식률을 향상시키고,
복수의 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각은,
상기 도로방범 서버(200)와 통신망을 통해 통신하는 통신부(110)와,
이륜자동차의 후방에 부착된 번호판을 촬영하는 감시카메라부(120)와,
상기 감시카메라부(120)에서 수신된 영상으로부터 딥러닝 기반의 객체인식작업을 통해 도로상의 차량에 대하여 트럭이나 일반자동차와 이륜자동차를 분류하는 사전객체 분류부(130)와,
상기 사전객체 분류부(130)에서 분류된 객체 중 이륜자동차의 움직임을 추적하되, 이륜자동차 객체감지의 결과로 얻어진 바운딩 박스(Bounding box)에 고유 ID를 부여하고 현재 프레임과 이전 프레임을 비교하여 딥(Deep) SORT(Simple Online and Realtime Tracking) 알고리즘을 통해 객체 추적을 진행하여 미리 설정된 특정위치의 해당 객체인 이륜자동차의 번호판을 분류하는 객체 추적부(140)와,
상기 객체추적부(140)에서 검출된 객체의 번호판 유무를 판단하는 번호판 판단부(150)와,
이륜자동차의 번호판 영상 이미지로부터 심층 신경망(CNN)의 객체 검출을 통한 영역을 크롭(Crop)하여 이륜자동차인 오토바이를 획득하고, 획득한 오토바이의 번호판을 획득하며, 해당 번호판 이미지를 고해상도 복원 딥러닝 네트워크 알고리즘을 사용하여, 흐릿한 영상 이미지를 SISR(Single Image Super Resolution) 중 SRCNN(Super Resolution Conveoltion Neural Network)을 통해 고해상도 이미지 변환을 한 후, 번호인식을 진행하는 번호 추출부(160)와,
상기 도로방범 서버(200)에서 전송된 방범 관련 차량의 번호판 정보를 저장하기 위한 제1저장부(170a)와 상기 번호 추출부(160)에서 추출한 번호를 저장하기 위한 제2저장부(170b)로 구성되는 저장부(170)와,
상기 통신부(110), 감시카메라부(120), 사전객체 분류부(130), 객체 추적부(140), 번호판 판단부(150), 번호 추출부(160) 및 저장부(170)를 제어하며, 상기 제1저장부(170a)와 제2저장부(170b)의 번호정보를 비교하여 방범 관련 번호가 추출된 경우 해당 차량번호인식장치의 식별정보와 촬영영상 정보, 촬영시간, 촬영위치, 차량번호판을 포함하는 단속관련 정보를 상기 통신부(110)를 통해 상기 도로방범 서버(200)로 전송하도록 제어하는 제어부(180)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템.
It is installed on the road to photograph the rear of the vehicle, and classifies general cars and two-wheeled vehicles on the road through deep learning-based object recognition on the images captured by the built-in surveillance camera, tracks the movements of the classified objects, and The object is classified and detected at the location, and after determining whether the detected object has a license plate, the image of the extracted license plate is enlarged, image noise is removed according to the image of the license plate, and the rear is photographed through a deep learning-based image correction algorithm. A plurality of 1st to Nth vehicle numbers for recognizing a license plate of a two-wheeled vehicle and transmitting identification information of the vehicle number recognition device and control-related information to the road security server 200 for vehicle information recognized as a crime prevention target among them. Recognition devices 101, 102, 103; and
The plurality of first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, and 103 transmit crime prevention-related vehicle information including license plate information of a crime prevention target vehicle, and a plurality of first to Nth vehicle number recognition devices 101 , 102, 103) the road security server 200 for notifying the information transmitted from) to related organizations including the National Police Agency;
The two-wheeled vehicle license plate recognition uses SRCNN (Super Resolution Conveoltion Neural Network), and low resolution ( The Low Resolution: LR) image is increased to a High Resolution (HR) image of the desired size using Bicubic interpolation, and a convolutional layer is applied to remove noise to shoot the rear Improve the recognition rate of the license plate of a two-wheeled vehicle,
Each of the plurality of first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, 103,
A communication unit 110 communicating with the road security server 200 through a communication network;
A monitoring camera unit 120 for photographing a license plate attached to the rear of a two-wheeled vehicle;
A preliminary object classification unit 130 that classifies trucks, general vehicles, and two-wheeled vehicles with respect to vehicles on the road through deep learning-based object recognition from the video received from the monitoring camera unit 120;
Among the objects classified by the preliminary object classification unit 130, the movement of the two-wheeled vehicle is tracked, but a unique ID is assigned to the bounding box obtained as a result of the object detection of the two-wheeled vehicle, and the current frame and the previous frame are compared to deep (Deep) Object tracking unit 140 for classifying the license plate of a two-wheeled vehicle, which is a corresponding object at a specific location set in advance, by tracking the object through SORT (Simple Online and Realtime Tracking) algorithm;
A license plate determination unit 150 for determining whether or not the object detected by the object tracking unit 140 has a license plate;
Acquire motorcycles, which are two-wheeled vehicles, by cropping the area through object detection of a deep neural network (CNN) from license plate video images of motorcycles, obtain license plates of acquired motorcycles, and reconstruct the license plate images in high resolution Deep Learning Network A number extraction unit 160 that performs number recognition after converting a blurry video image into a high-resolution image through SRCNN (Super Resolution Conveoltion Neural Network) among SISR (Single Image Super Resolution) using an algorithm,
A first storage unit 170a for storing the number plate information of the crime prevention-related vehicle transmitted from the road security server 200 and a second storage unit 170b for storing the number extracted from the number extraction unit 160 The configured storage unit 170,
Controls the communication unit 110, surveillance camera unit 120, dictionary object classification unit 130, object tracking unit 140, license plate determination unit 150, number extraction unit 160 and storage unit 170, , When a number related to crime prevention is extracted by comparing the number information of the first storage unit 170a and the second storage unit 170b, identification information of the vehicle number recognition device and photographed image information, photographing time, photographing location, vehicle A control unit 180 for controlling transmission of enforcement-related information including license plates to the road security server 200 through the communication unit 110 recognition system.
삭제delete 도로방범 서버(200)와 통신망을 통해 통신하는 통신부(110)와, 이륜자동차의 후방에 부착된 번호판을 촬영하는 감시카메라부(120)와, 상기 감시카메라부(120)에서 수신된 영상으로부터 딥러닝 기반의 객체인식작업을 통해 도로상의 차량에 대하여 트럭이나 일반자동차와 이륜자동차를 분류하는 사전객체 분류부(130)와, 상기 사전객체 분류부(130)에서 분류된 객체 중 이륜자동차의 움직임을 추적하되, 이륜자동차 객체감지의 결과로 얻어진 바운딩 박스(Bounding box)에 고유 ID를 부여하고 현재 프레임과 이전 프레임을 비교하여 딥(Deep) SORT(Simple Online and Realtime Tracking) 알고리즘을 통해 객체 추적을 진행하여 미리 설정된 특정위치의 해당 객체인 이륜자동차의 번호판을 분류하는 객체 추적부(140)와, 상기 객체추적부(140)에서 검출된 객체의 번호판 유무를 판단하는 번호판 판단부(150)와, 이륜자동차의 번호판 영상 이미지로부터 심층 신경망(CNN)의 객체 검출을 통한 영역을 크롭(Crop)하여 이륜자동차인 오토바이를 획득하고, 획득한 오토바이의 번호판 이미지를 획득하며, 해당 번호판 이미지를 고해상도 복원 딥러닝 네트워크 알고리즘을 사용하여, 흐릿한 영상 이미지를 SISR(Single Image Super Resolution) 중 SRCNN(Super Resolution Conveoltion Neural Network)을 통해 고해상도 이미지 변환을 한 후, 번호인식을 진행하는 번호 추출부(160)와, 상기 도로방범 서버(200)에서 전송된 방범 관련 차량의 번호판 정보를 저장하기 위한 제1저장부(170a)와 상기 번호 추출부(160)에서 추출한 번호를 저장하기 위한 제2저장부(170b)로 구성되는 저장부(170)와, 상기 통신부(110), 감시카메라부(120), 사전객체 분류부(130), 객체 추적부(140), 번호판 판단부(150), 번호 추출부(160) 및 저장부(170)를 제어하며, 상기 제1저장부(170a)와 제2저장부(170b)의 번호정보를 비교하여 방범 관련 번호가 추출된 경우 해당 차량번호인식장치의 식별정보와 촬영영상 정보, 촬영시간, 촬영위치, 차량번호판을 포함하는 단속관련 정보를 상기 통신부(110)를 통해 상기 도로방범 서버(200)로 전송하도록 제어하는 제어부(180)를 포함하여 각각 구성되어 차량의 후방을 촬영하도록 도로에 설치되고, 내장된 감시카메라(120)에서 촬영한 영상에 대한 딥러닝 기반의 객체 인식 작업을 통해 도로상의 일반 자동차와 이륜자동차를 분류하며, 분류된 객체들의 움직임을 추적하고 특정 위치에서 해당 객체를 분류 검출하며, 검출된 객체의 번호판 유무를 판단한 후 추출된 번호판에 대한 이미지 확대와, 번호판에 대한 이미지 확대에 따른 영상 노이즈 제거 및 딥러닝 기반의 영상 보정 알고리즘을 통해서 후방을 촬영한 이륜자동차 번호판을 인식하고, 그 중 방범 대상으로 인식된 차량정보에 대하여 상기 도로방범 서버(200)로 해당 차량번호인식장치의 식별정보와 단속관련 정보를 전송하는 복수의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)와, 복수의 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)로 방범대상 차량의 번호판 정보를 포함하는 방범관련 차량 정보를 전송하고, 복수의 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)로부터 전송된 정보를 경찰청을 포함하는 관련기관으로 통보하는 상기 도로방범 서버(200);를 포함하여 구성되는 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 시스템의 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 방법으로,
일반 자동차, 이륜자동차 인식 신경망 학습 시 후방촬영 영상에 대하여 일반, 이륜자동차 인식, 바운더리 박스 생성, 번호판 영역 검출, 번호판 영역 판독 및 학습 데이터를 포함하는 인식 신경망 학습을 하는 단계(S100);
상기 학습 데이터가 완성되면 판독 신경망을 학습하는 단계(S110);
상기 학습된 판독 신경망 데이터를 복수개의 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 저장부(170)에 프로그램으로 설치하는 단계(S120);
상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 저장부(170)에 통신망과 통신부(110)를 통해 상기 도로방범 서버(200)로부터 방범관련 차량번호가 주기적으로 업데이트되는 단계(S130);
상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 감시카메라부(120)는 도로에 주행 중인 차량의 후방을 촬영하여 영상을 수신하고, 수신된 영상은 각각의 상기 사전객체 분류부(130)에서 일반차량과 이륜자동차로 분류되는 단계(S140);
상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 상기 객체 추적부(140)는 상기 사전객체 분류부(130)에서 분류된 객체 중 이륜자동차의 움직임을 추적하는 단계(S150);
이륜자동차의 움직임을 추적한 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)의 번호판 판단부(150)는 상기 객체추적부(140)에서 검출된 객체인 이륜자동차의 번호판 유무를 판단하는 단계(S160);
상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103)의 번호 추출부(160)는 이륜자동차의 번호판에서 번호를 추출하는 단계(S170); 및
상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 제어부(180)는 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 제1저장부(170a)에 저장된 방범 관련 차량의 번호 정보와 상기 제1 내지 제N차량번호인식장치(101, 102, 103) 각각의 제2저장부(170b)의 번호정보를 각각 비교하여(S180), 방범 관련 번호가 추출된 경우 해당 차량번호인식장치의 식별정보와 촬영영상 정보, 촬영시간, 촬영위치, 차량번호판을 포함하는 단속관련 정보를 상기 통신부(110)를 통해 상기 도로방범 서버(200)로 전송하는 단계(S190);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 후방 촬영을 통한 이륜자동차 번호판 인식 방법.
A communication unit 110 that communicates with the road security server 200 through a communication network, a monitoring camera unit 120 that photographs a license plate attached to the rear of a two-wheeled vehicle, and a deep video from the video received from the monitoring camera unit 120. A preliminary object classification unit 130 that classifies vehicles on the road into trucks, general vehicles, and two-wheeled vehicles through a learning-based object recognition task, and the movement of two-wheeled vehicles among the objects classified in the preliminary object classification unit 130 While tracking, object tracking is performed through Deep SORT (Simple Online and Realtime Tracking) algorithm by assigning a unique ID to the bounding box obtained as a result of object detection of the two-wheeled vehicle and comparing the current frame with the previous frame. an object tracking unit 140 that classifies the license plate of a two-wheeled vehicle, which is a corresponding object at a specific location set in advance, and a license plate determination unit 150 that determines whether or not there is a license plate of the object detected by the object tracking unit 140; A motorcycle, a two-wheeled vehicle, is obtained by cropping an area through object detection of a deep neural network (CNN) from a license plate video image of a car, and a license plate image of the obtained motorcycle is obtained, and the license plate image is restored in high resolution Deep Learning Network Using an algorithm, a number extraction unit 160 that performs number recognition after converting a blurry video image into a high-resolution image through SRCNN (Super Resolution Conveoltion Neural Network) among SISR (Single Image Super Resolution), and the road security Storage consisting of a first storage unit 170a for storing the number plate information of the crime prevention-related vehicle transmitted from the server 200 and a second storage unit 170b for storing the number extracted from the number extraction unit 160 unit 170, the communication unit 110, monitoring camera unit 120, dictionary object classification unit 130, object tracking unit 140, license plate determination unit 150, number extraction unit 160, and storage unit 170, and the first storage unit 170a and When a number related to crime prevention is extracted by comparing the number information of the second storage unit 170b, enforcement-related information including identification information of the license plate recognition device, photographed image information, photographed time, photographed location, and vehicle license plate is transmitted to the communication unit. Each configuration includes a control unit 180 that controls transmission to the road security server 200 through 110, and is installed on the road to photograph the rear of the vehicle, and the video captured by the built-in monitoring camera 120 Classify general cars and two-wheeled vehicles on the road through deep learning-based object recognition, track the movement of the classified objects, classify and detect the object at a specific location, determine whether or not the detected object has a license plate, and then extract Recognize the license plate of a two-wheeled vehicle photographed from the rear through image enlargement of the license plate, image noise removal according to image enlargement of the license plate, and image correction algorithm based on deep learning, and among them, the vehicle information recognized as a crime prevention target is described above. A plurality of first through Nth license plate recognition devices 101, 102, and 103 transmitting identification information and enforcement-related information of the license plate recognition device to the road security server 200, and a plurality of the first through Nth license plate recognition devices The vehicle number recognition device (101, 102, 103) transmits crime prevention related vehicle information including license plate information of the vehicle to be crime prevention, and transmitted from a plurality of first to Nth license plate recognition devices (101, 102, 103) The road security server 200 that notifies information to related organizations including the National Police Agency; license plate recognition of a two-wheeled vehicle through deep learning-based rearward imaging of a two-wheeled vehicle license plate recognition system through deep learning-based rearviewing in a way,
Learning a recognition neural network including general and two-wheeled vehicle recognition, boundary box generation, license plate area detection, license plate area reading, and learning data for rear-viewed images when learning a general car and two-wheeled vehicle recognition neural network (S100);
learning a reading neural network when the learning data is completed (S110);
installing the learned reading neural network data as a program in the storage unit 170 of each of the plurality of first to Nth license plate recognition devices 101, 102, and 103 (S120);
The first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, 103, respectively, in the storage unit 170, through the communication network and the communication unit 110, the crime prevention-related vehicle number is periodically updated from the road security server 200 Step (S130);
The monitoring camera unit 120 of each of the first to Nth license plate recognizing devices 101, 102, and 103 receives an image by photographing the rear of a vehicle running on the road, and the received image corresponds to each of the dictionary objects. Classifying in the classification unit 130 into general vehicles and two-wheeled vehicles (S140);
The object tracking unit 140 of each of the first to Nth license plate recognizing devices 101, 102, and 103 tracks the movement of the two-wheeled vehicle among the objects classified in the preliminary object classification unit 130 (S150). );
The license plate determination unit 150 of the first to Nth license plate recognition devices 101, 102, and 103 that tracked the movement of the two-wheeled vehicle determines whether or not the license plate of the two-wheeled vehicle, which is the object detected by the object tracking unit 140, is present. Determining step (S160);
The number extraction unit 160 of the first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, and 103 extracts the number from the license plate of the two-wheeled vehicle (S170); and
The controller 180 of each of the first to N-th vehicle number recognition devices 101, 102, and 103 includes a first storage unit 170a of each of the first to N-th vehicle number recognition devices 101, 102, and 103. By comparing the number information of the crime prevention-related vehicle stored in and the number information of the second storage unit 170b of each of the first to Nth vehicle number recognition devices 101, 102, and 103 (S180), the crime prevention-related number is If extracted, transmitting enforcement-related information including identification information of the license plate recognition device, photographed image information, photographing time, photographing location, and license plate to the road security server 200 through the communication unit 110 ( S190); A method for recognizing a two-wheeled vehicle license plate through deep learning-based rear imaging, characterized in that it comprises.
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