KR20060073554A - 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량검색용 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정찰 및 단속 차량의 내부에 부착한 소형 카메라를 이용하여 정차한 차량 들의 영상을 차량 단말기에 전송한 후 상기 차량 단말기에서 전송받은 영상을 이용하여 차량 번호를 인식하여, 이를 경찰청 데이터 베이스에 전송해 차량 정보를 확인하고, 이를 다시 차량 단말기로 전송받아 이를 통해 적절한 조치를 취하는 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템에 관한 것이다.

본 발명을 대략 설명하면, 차량 내에 설치된 카메라로 정차한 차량 들의 영상을 인식하는 영상 입력단계와, 입력받은 영상에서 차량의 번호를 검출하는 차량번호검출단계와, 검출된 차량번호를 경찰청 데이터 베이스로 전송하는 데이터 전송단계와, 데이터 베이스에서 조회한 데이터를 차량 단말기에서 수신받는 데이터 수신단계와, 수신된 상기 차량의 정보를 차량 단말기에 표시하는 정보표시단계로 이루어진 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템이다.

이를 통해 정찰 및 단속 차량을 이용한 순찰 요원의 빠른 차량 정보 인식 및 조치가 가능하고, 카메라와 차량 단말기의 단순한 조합으로 구성되어, 간단하면서도 저가의 차량번호 인식 시스템을 차량 내에 구비할 수 있다.

영상 입력부, 차량 단말기, 데이터 베이스

Description

차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템 { system for automatic recognizing and searching licence number of vehicles for on-vehiclestype }

도1은 본 발명에 따른 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템의 전체 구성도.

도2는 본 발명에 따른 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템의 흐름도.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템의 차랑 번호판 인식 순서도.

도4는 본 발명에 따른 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템의 데이터 송·수신 흐름도.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템의 차량번호출력부.

본 발명은 정찰 및 단속 차량의 내부에 부착한 소형 카메라를 이용하여 정차한 차량 들의 영상을 차량 단말기에 전송한 후 상기 차량 단말기에서 전송받은 영상을 이용하여 차량 번호를 인식하여, 이를 경찰청 데이터 베이스에 전송해 차량 정보를 확인하고, 이를 다시 차량 단말기로 전송받아 이를 통해 적절한 조치를 취하는 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템에 관한 것이다.

산업 사회가 진행되고, 경제수준이 높아지면서 밀집된 도시지역을 비롯한 사회 전반에 걸쳐 기하급수적으로 늘어나는 차량이 문제시되고 있는데, 범칙금 체납, 도난, 폐차 방치 등의 문제점을 가진 차량이 많지만 이를 찾아내어 조치를 취하기 위해서는 소수의 경찰들이 차량을 일일이 검문·검색하고, 문제 차량의 데이터를 무전과 같은 방법을 바탕으로 비교해 보아야 하지만, 한정된 경찰의 숫자에 의해 상기 방법은 한계를 가지게 된다.

이에 따라 수많은 차량을 빠르게 자동으로 인식하고 무선 인터넷 환경에서 경찰청의 데이터 베이스와 실시간으로 접속하면서 문제 차량을 빠르게 찾음으로써, 이를 통해 필요한 조치를 취할 수 있는 시스템이 필요로 하게 되는데, 종래의 발명들은 모두 전문적인 장치들을 이용한 고가의 장비여서, 수많은 차량에 설치하여 운영하는 것이 불가능한 상황이었다.

따라서 본 발명은, 정찰 또는 단속차량에 카메라를 장착하여, 외부 차량의 차량번호를 인식하고, 경찰청 데이터 베이스로 전송하여, 상기 차량의 정보를 빠르게 파악하여 차량 단말기에 표시함으로써, 순찰 요원의 빠른 조치를 통한 업무 능률의 향상하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 단순하면서도 저가의 차량번호 인식 시스템을 차량 내에 구비하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 정찰 및 단속 차량의 내부에 부착한 소형 카메라를 이용하여 정차한 차량 들의 영상을 차량 단말기에 전송한 후 상기 차량 단말기에서 전송받은 영상을 이용하여 차량 번호를 인식하여, 이를 경찰청 데이터 베이스에 전송해 차량 정보를 확인하고, 이를 다시 차량 단말기로 전송받아 이를 통해 적절한 조치를 취하는 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템에 관한 것이다.

본 발명을 대략 설명하면, 차량 내에 설치된 카메라로 정차한 차량 들의 영상을 인식하는 영상 입력단계와, 입력받은 영상에서 차량의 번호를 검출하는 차량 번호검출단계와, 검출된 차량번호를 경찰청 데이터 베이스로 전송하는 데이터 전송단계와, 데이터 베이스에서 조회한 데이터를 차량 단말기에서 수신받는 데이터 수신단계와, 수신된 상기 차량의 정보를 차량 단말기에 표시하는 정보표시단계로 이루어진 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템이다.

이때, 상기 차량 단말기는 영상 입력부에서 전송한 영상을 바탕으로 차량번호를 찾아내 자동 인식하는 차량번호인식부와, 인식된 차량번호를 무선인터넷을 통해 경찰청 데이터 베이스로 전송하여 차량 정보를 요청하고, 경찰청 데이터 베이스에서 전송한 차량 정보를 수신하는 무선통신부와, 경찰청 데이터 베이스에서 전송한 차량 정보를 영상 등으로 표시하는 차량정보출력부로 구성된다.

이를 통해 정찰 및 단속 차량을 이용한 순찰 요원의 빠른 차량 정보 인식 및 조치가 가능한데, 각 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

우선 차량의 번호판을 인식하기 위한 영상 입력단계는 최적의 차량 전면 또는 후면 영상 상태를 확보하기 위해 정찰 및 단속 직원이 임의로 카메라의 줌, 팬, 틸트, 아이리스 조절 등을 직접 수행할 수 있도록 하는 카메라 하드웨어 조절기능을 포함함으로써, 차량의 번호판 인식을 용이하게 하는데, USB, IEEE1394, 또는 인터넷 IP나 LAN으로 접속 가능한 카메라를 이용하는 경우 저가이면서도, 호환성과 제어가 뛰어나며, 필요한 경우 차량 영상을 압축·녹화하는 기능을 이용할 수도 있다.

상기의 영상 입력부를 통해 인식된 영상은 차량 단말기로 전송되어, 차량번호인식부에서 전송된 영상에서 차량 번호판을 검출하는데, 차량 번호판 인식 시스템은 기존에 개발된 수많은 알고리즘이 있으나 본 발명에서는 차량 번호판의 컬러 정보를 이용하여 차량 번호판을 인식하고, 템플릿 비교 방식을 통해서 차량 번호를 인식하는 방법을 사용한다.

영상 입력부를 이용하여 차량의 정면 영상을 획득 후 차량 번호판의 문자를 인식하기 위해서 가장 먼저 해야 하는 것은, 영상에서 번호판 부위를 정확하게 인식하는 것인데, 종래의 차량 번호판 부위 판정 시스템은 카메라의 사양에 따라서 흑백 영상 및 컬러정보를 이용하는 방법으로 크게 나눌 수 있으며, 흑백 영상의 경우 픽셀 당 256 레벨의 밝기정보를 이용하는 것으로서, 차량번호판 부위를 판별하기 위해서 영상의 이진화, 수직 및 수평 윤곽선추출, 노이즈 제거, 휴 변환(Hough transform) 등 다양한 알고리즘을 복합적으로 적용해야하므로, 연산이 복잡해지는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 번호판 영역판별은, 컬러 정보를 이용하데, 차량의 컬러 영상은 적/녹/청(Red, Green 및 Blue: 이하, 간단히 'RGB'라 함) 분리 후 색상/명 도/채도(Hue, Intensity 및 Saturation: 이하, 간단히 'HIS'라 함)변환 후 녹색과 노란색 필터링 후 이진화를 하고 이로젼(erosion) 을 수행한 후 번호판 부위를 인식하게 되며, 차량의 번호판 분리를 위한 색 정보는 HIS 색채 모델로부터 얻을 수 있는데, 자가용 및 영업용 차량의 번호판은 각각 초록색바탕에 흰색문자 및 노란색 바탕에 군청색 문자영역을 가지므로 초록색 및 노란색의 사각형 영역을 영상에서 추출하면 되고, 이를 위하여, 컬러 영상에서 RGB를 분리한 후 수학식 1을 이용하여 각각 HIS로 변환한다.

상기 방법을 통해 변환 영상에서 초록색 및 노란색 사각형 영역의 번호판만을 정확하게 추출하기 위해서는 도3에 도시한 바와 같이 영상의 후처리 과정이 필요한데, 번호판 부위는 특정 컬러로 한 블록을 형성하고 있으므로, 이 부분을 남긴 나머지 부분을 제거하기 위하여, HIS변환 결과 영상에 대하여 이진화를 수행한다.

상기 이진화를 통해서 번호판을 제외한 대부분의 영상이 제거되지만, 번호판 의 일부가 사리지는 문제점이 발생하므로 작은 점들을 서로 뭉쳐주기 위하여, 이로젼(erosion) 과정을 수행하고, 번호판을 정확하게 판정한 후에는 번호판 영역 안에 있는 문자와 숫자를 정확하게 인식하는 과정을 거치고, 번호판은 차량의 상태에 따라서 번호판 일부가 찌그러지거나 손상이 된 경우가 있으므로 번호판 영역의 영상을 몇 개의 구획으로 나누어서 이진화를 시행함으로써, 번호판 영역 내에 존재하는 밝기 변화에 적응적인(adaptive) 안정된 이진 영상을 획득할 수 있다.

상기 이진화된 영상은 수평 및 수직 방향의 프로젝션을 통해서 문자 부위를 분리해 내고, 분리된 문자 및 숫자는 계속해서 인식과정을 거치게 된다.

본 발명에서는 간단하면서도 강력한 성능을 보이는 템플릿 비교 방법을 사용하는데, 템플릿 비고 방법은 미지의 영상에 대하여 알고 있는 영상들의 집합 간의 관계를 표현하기 위한 방법으로, 템플릿을 이용한 상관성 계산 방법이 있다.

저장된 템플릿 중 가장 잘 맞는 것을 찾으려면 가장 큰 상관성 함수값을 가지는 영상을 택하는데, 결과로서 생기는 상관성은 2차원 함수이기 때문에, 찾는 과정에는 각각의 함수에서 가장 큰 진폭을 찾아내는 작업도 포함된다.

두 연속 함수 f(x)와 g(x)의 상관도(Correlation)는

로 나타내고, 이 복소수켤레(complex conjugate)를 이용하여 수학식 2로 표현할 수 있다.

영상의 경우 픽셀 단위로 계산되므로 f(x)와 g(x)는 이산 함수가 되며 이들의 상관도(correlation)는 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.

임의의 M×N 영상 f(x,y) 내에 있는 크기 J×K의 부분영상 w(x,y)의 정합을 찾는 방법을 생각해 볼 때, 여기서 J≤M, K≤N 이라고 가정을 하기로 하면, f(x,y)와 w(x,y)의 상관 관계식은 수학식 4와 같다.

여기서 s = 0, 1, 2, ..., M-1 이며, t = 0, 1, 2, ..., N-1이다.

합 연산은 f와 w가 겹쳐지는 영상 영역에서 이루어지나 수학식 4는 함수 f와 w의 진폭 변화에 민감한 단점을 가지고 있어, 이 문제를 해결하기 위해서 수학식 5와 같은 상관 계수를 계산하기로 한다.

이와 같이, 상기 수학식 4의 상관함수는 상기 수학식 5의 상관계수에 의해 정규화될 수 있지만, 상기 상관 계수에 의해서는 크기와 회전의 변화에 대해서는 상관 함수의 적용이 어려울 수 있으므로, 본 발명에서는 차량의 번호판 부위의 가변적 크기를 템플릿 고정 크기로 스케일 변환한 후, 상관 관계를 계산한다.

이와 같은 방법으로 차량 번호판을 포함하는 차량 영상을 이용하여 차량 번호판을 추출한 후 차량 번호를 인식하고 나면, 그 결과를 차량 단말기 화면에 출력하여 순찰중인 경찰 혹은 단속요원이 확인을 할 수 있도록 표시한다.

상기 차량 번호판이 인식되면, 무선통신부에서 그 결과를 무선 인터넷을 통 해서 경찰청 데이터 베이스로 전달하고, 경찰청 데이터 베이스를 통해서 차량 정보를 확인한 후 차량 단말기로 그 결과를 전송하여, 최종적으로 차량정보출력부에서 순찰 요원이 결과를 차량 단말기를 통해 확인할 수 있도록 차량 정보를 표시한다.

상기와 같이 차량번호인식부, 무선통신부, 차량정보출력부를 함께 가지는 차량 단말기는 와이브로와 같은 무선 인터넷 환경에서 무선 인터넷이 가능한 경우 경찰청 데이터 베이스에 보안 접속이 가능한데, 경찰청 데이터 베이스에서는 허용된 ID에 대해서 보안 접속을 허용하는 메시지를 보내고 무선 연결이 형성되면, 차량의 번호판을 자동 인식 후 그 결과를 경찰청 데이터 베이스 쪽으로 차량 정보를 전송하며, 경찰청 데이터 베이스에서는 저장된 문제 차량과의 비교하여 조회를 한 후 조회 차량이 문제 차량인 경우 차량 조회 정보를 차량 단말기로 전송하고, 문제가 없는 경우 문제 차량이 아니라는 정보를 무선으로 전송하여, 최종 조회 결과를 수신한 차량 단말기는 차량의 최종 상태를 판정한 후 그 결과를 차량 단말기 화면에 출력하게 되는데, 이런 과정을 위한 차량 단말기는 PDA나 휴대용 노트북과 같이 저가의 기기로서도 충분히 구성할 수 있다.

이와 같이 본 발명은, 정찰 또는 단속차량에 카메라를 장착한 영상 입력부와, 외부 차량의 차량번호를 인식하고, 경찰청 데이터 베이스에 접속하여, 상기 차량의 정보를 빠르게 파악하고 표시하는 차량 단말기로 구성함으로써, 순찰 요원의 빠른 조치를 통한 업무 능률의 향상하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은, 카메라와 차량 단말기의 단순한 조합으로 구성되어, 간단하면서도 저가의 차량번호 인식 시스템을 차량 내에 구비하는 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 차량 내에 설치된 카메라로 정차한 차량 들의 영상을 인식하는 영상 입력부를 이용해 영상을 입력하는 영상 입력단계;

   상기 영상 입력부에서 전송한 영상을 바탕으로 차량번호인식부에서 차량번호를 자동 검출하는 차량번호검출단계;

   상기 인식된 차량번호를 인터넷이 가능한 무선통신부를 이용해 경찰청 데이터 베이스로 전송하여 차량 정보를 요청하는 데이터 전송단계;

   상기 요청한 차량 정보를 무선통신부를 이용해 경찰청 데이터 베이스로부터 수신하는 데이터 수신단계;

   상기 수신한 차량 정보를 차량정보출력부에 표시하는 정보표시단계;로 이루어져,

   순찰 및 단속 요원의 빠른 차량 정보 확인을 통한 업무 능률의 향상을 특징으로 하는 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 차량번호인식부는,

   영상 입력부에서 전송된 영상을 RGB분리 및 HIS변환, 녹색과 노란색 영역 필 터링, 이진화, Erosion을 순차적으로 수행하여 영상에서 차량 번호판을 인식하고;

   상기 인식된 차량 번호판을 번호판 영역 분할 이진화, 수평 및 수직 투영, 문자영역 분할을 순차적으로 수행하여 차량 번호판에서 차량번호를 인식함으로써,

   전송된 영상에서 차량번호를 인식하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 차량번호인식부와 무선통신부와 차량번호출력부는,

   PDA나 노트북과 같은 무선인터넷 및 휴대 가능한 차량 단말기 내에 함께 구성됨으로써,

   저가이고, 조작이 쉬운 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 카메라를 이용한 차량 번호판 인식 및 차량 검색용 통신 시스템.

Images