KR20160083465A - Multilane camera recognition system and method for analysing image to learning type thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 학습형 영상분석 알고리즘을 이용한 다차선 카메라 인식 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-lane camera recognition system using a learning image analysis algorithm.
자동차 번호판 인식 기술은 영상분석기술의 가장 기초적인 영역이자 가장 활발하게 사용되고 있는 영역의 기술로써, 1980년대 이후부터 꾸준히 발전하여 현재 약 97.5%의 높은 인식률을 지닌 알고리즘까지 개발되어있으며, 지속적으로 연구가 활발하게 진행 중이다.Car license plate recognition technology is the most fundamental area of image analysis technology, and it is the technology of the most actively used area. Since the 1980s, it has been developed to an algorithm with a high recognition rate of 97.5%. It is actively underway.
기존의 자동차 번호판 인식기술은 주차관리 시스템에서 자동차 번호판이 있는 부분을 정확하게 확대하여 찍는 기술로 대변되다가, 도로의 한 차선에서 촬영된 차량의 번호판을 정확하게 인식하는 기술과 속도계의 만남에 의해 속도 및 신호위반 차량을 촬영하는 위법차량 단속기술, 범죄수사 연동기술, 출입통제기술, 무인 톨게이트 등의 분야에서 널리 활용중이다. 또한 이동 중인 차량에 카메라를 장착하여 영상을 촬영하고, 그 영상에서 번호판을 인식하여 불법주차 차량 단속에 이용하는 등 고정된 상황에서 벗어나 이동 중인 차량 및 그와 비슷한 상황에서도 영상을 인식할 수 있는 기술로 그 활용 폭을 넓혀가고 있다. The existing license plate recognition technology is represented by the technique of accurately magnifying and photographing the portion of the license plate in the parking management system, and by matching the speed plate with the technique of accurately recognizing the license plate of the vehicle photographed in one lane of the road, It is widely used in the fields of illegal vehicle enforcement technology for shooting violating vehicles, crime investigation interlocking technology, access control technology, unmanned toll gate, and so on. In addition, it is possible to recognize images even in a moving vehicle or similar situation by moving from a fixed situation, for example, by photographing a vehicle by attaching a camera to a moving vehicle, recognizing the license plate on the image, It is expanding its utilization.
가장 최근 영상처리 기술에서 가장 큰 이슈는 무인 자동차 시스템에 이용 가능한 영상인식 기술로써, 이 연구는 무인자동차뿐만 아니라 안전운전을 보장하기 위한 목적으로 국내외적으로 매우 활발하게 연구되고 있다. The most important issue in the latest image processing technology is the image recognition technology that can be used in unmanned vehicle systems. This research has been actively studied both inside and outside the country for the purpose of ensuring safe driving as well as unmanned vehicles.
차량 번호판 인식의 경우는 다른 문자인식 기술과 비교하여 주위 환경의 영향을 많이 받으며, 번호판 자체의 상황이 열악한 경우가 많기 때문에 잡음이나 변형에 강하도록 고려되어야 한다. 하지만 번호판의 특성상 그 내용이 제한되어 있으므로 일반적인 문자 인식기술에 비하면 다소 쉽게 추출이 가능하다.In case of license plate recognition, it is considered that it is more resistant to noise or deformation because it is often affected by the surrounding environment compared with other character recognition technology, and the license plate itself is often in a poor condition. However, due to the nature of the license plate, its contents are limited, so it can be extracted somewhat easily compared with general character recognition technology.
도로를 비추는 차량용 번호인식 카메라의 경우, 오브젝트의 속도위반, 신호위반등에 대응하여 사진이 촬영되고, 촬영된 사진에서 사람이 직접 번호를 추출해 내거나 기타 처리를 하는 시스템이 대부분이다. 일부 자동화 된 시스템이 있지만 인식률이 매우 저조하며, 사람의 도움이 있어야 정확한 판독이 가능한 경우도 있다. 따라서 오브젝트의 위반여부에 따라 자동적으로 번호판독이 되고, 그 인식률이 최소 90%를 넘어서는 시스템의 개발이 필요하며 이 시스템의 개발은 기존 영상인식 시장에 큰 파급효과를 미칠 것으로 생각된다. In the case of a vehicle number recognition camera that illuminates a road, a system is used in which a picture is taken in response to a speed violation of an object, a signal violation, etc., and a person manually extracts a number or performs other processing in the taken picture. There are some automated systems, but the recognition rate is very low and there is a need for human assistance to ensure accurate readings. Therefore, it is necessary to develop a system in which the number is automatically read according to whether the object is violated or not, and the recognition rate is at least 90%. Development of this system will have a big ripple effect on the existing image recognition market.
기존 번호인식 카메라는 특수카메라로 한정된 공간을 촬영하여 번호를 추출해 내거나, 일반 영상에서 사람이 직접적으로 범위를 지정하여 번호를 인식하거나, 지정거리에 센서를 설치하여 차량이 그 위치에 도착했을 때 지정범위를 인식하여 인식하는 방법 등을 사용하고 있다. 따라서 현재 시스템은 장비에 대한 제한이나, 설치 위치·각도에 대한 제한, 일정 범위만을 대상으로 하는 공간에 따른 제약 등이 극복되지 않았다. 따라서 이런 제약을 극복할 수 있는 방법이 지속적으로 요구되고 있으나, 아직까지 기술적 제한을 벗어나기에는 힘든 실정이다. The existing number recognition camera extracts a number by shooting a space limited by a special camera, or recognizes a number by specifying a range directly from a general image, or sets a sensor at a specified distance to specify when the vehicle arrives at that location And recognizing and recognizing the range. Therefore, the present system does not overcome limitations on the equipment, limitation on the installation position and angle, and restriction on the space for only a certain range. Therefore, there is a constant demand for a way to overcome these limitations, but it is still difficult to escape the technical limitations.
기존 기술이 가지고 있는 가장 큰 문제점은 영상인식 알고리즘이 일률적이라는 것이다. 예를 들면 도로를 인식하는 카메라의 경우 도로 외의 영상도 계속적으로 영상처리를 거쳐 인식범위에 넣어버리는 것이다. 따라서 이런 필요없는 영상을 학습알고리즘에 의해서 배제하여 필요한 부분만을 영상분석하는 기술이 필요하다. The biggest problem with existing technology is that the image recognition algorithm is uniform. For example, in the case of a camera that recognizes roads, images other than roads are continuously subjected to image processing and put into the recognition range. Therefore, there is a need for a technology that excludes these unnecessary images by a learning algorithm and analyzes only the necessary parts.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 화면의 일부 요소만을 제한하여 처리하거나 전체적으로 인식하여 번호판을 추출하는 기존 방식에서 벗어나, 학습형 알고리즘을 적용하여 필요범위만을 자동적으로 인식하고, 약 30프레임 이상의 처리속도로 화면에 존재하는 모든 차량의 번호판을 인식하는 영상처리 알고리즘 및 이를 이용한 차량번호판 인식시스템을 실현화하는데 그 목적이 있다. 본 발명으로 인해 차량 번호인식 시스템의 위치적인 제약과 공간적인 제약 및 좁은 인식범위를 탈피하는 영상인식 기술이 구현될 것이며, 학습형 알고리즘의 적용으로 인해 처리 속도가 비약적으로 상승될 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION 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 method and apparatus for automatically extracting a license plate from a license plate, And an image processing algorithm for recognizing license plate numbers of all vehicles existing on the screen at a processing speed of about 30 frames or more, and a license plate recognition system using the same. Due to the present invention, an image recognition technology for avoiding position constraints, spatial constraints, and narrow recognition ranges of the car number recognition system will be implemented and the processing speed will be dramatically increased due to the application of the learning algorithm.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다차선 카메라 시스템의 학습형 영상분석 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a learning image analysis method for a multi-lane camera system,
다차선 카메라 시스템의 학습형 영상분석 방법에 있어서, 상기 다차선 카메라 시스템은 해당 도로에 대한 촬영을 수행하여 영상을 획득하는 단계, 상기 획득한 영상을 그레이 스케일 처리하는 단계, 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 단계 및, 상기 이진화 영상에서 번호판의 문자와 숫자를 추출하여 번호판을 인식하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
1. A learning image analysis method of a multi-lane camera system, the multi-lane camera system comprising: acquiring an image by capturing an image of a road; gray-scale processing the acquired image; And a step of extracting characters and numbers of the license plate from the binarized image and recognizing the license plate.
바람직하게, 상기 다차선 카메라 시스템은 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 단계는 영상보정을 위한 조도값 또는 휘도값 중 적어도 어느 하나를 측정하거나, 기상청의 날씨데이터나 주위 도로카메라의 보정신호를 획득하여 영상보정용 보정데이터를 수집하는 단계 및, 상기 영상보정용 보정데이터를 이용하여 최적의 보정 기준을 설정하고 상기 설정된 보정 기준을 적용하여 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the multi-lane camera system includes a step of binarizing the gray-scale processed image by filter histogramming, wherein at least one of the illuminance value and the luminance value for image correction is measured, or the weather data of the weather station, Acquiring a signal and acquiring correction data for image correction; setting an optimal correction criterion using the correction data for image correction; and applying the set correction criterion to filter-histogramize and binarize the gray- And the like.
그리고, 상기 최적의 보정 기준은 상기 영상보정을 위해 측정된 조도값에 따른 임계값이나 상기 영상보정을 위해 측정된 휘도값에 따른 임계값이 사용되는 것을 특징으로 한다.
The optimal correction criterion may be a threshold value according to the illuminance value measured for the image correction or a threshold value according to the luminance value measured for the image correction.
바람직하게, 상기 다차선 카메라 시스템은 상기 이진화 영상에서 번호판 문자를 추출하여 번호판을 인식하는 단계는 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하는 단계, 상기 배경화면이 제거된 영상을 화면, 차량번호판 비율을 계산하여 취한 크기의 블록(Block)으로 라벨링(Labeling) 처리하는 단계, 상기 라벨링 처리된 영상에서 수직 성분이 비교 대상이 되는 수직 성분보다 많은 문자와 숫자가 밀집된 블록을 번호판으로 판단하여 윤곽선(Edge Detection)을 검출하는 단계, 상기 윤곽선이 검출된 영상 내의 번호판 영역 라벨링(Labeling) 처리하는 단계, 상기 라벨링 처리된 번호판 영역의 가로/세로 비율 및 라벨링된 숫자, 문자수를 비교하여 번호판 종류를 판별하는 단계 및, 상기 종류가 판별된 번호판의 문자와 숫자를 데이터베이스(DB)에 저장된 영상자료와 비교하여 해당 번호판의 문자와 숫자를 추출해 번호판을 인식하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the multi-lane camera system includes a step of extracting license plate characters from the binarized image and recognizing the license plate, the step of removing the background image from the binarized image, A step of performing labeling with a block having a size that is larger than a vertical component to which a vertical component is to be compared in the labeling processed image, A step of labeling the number plate area in the image in which the outline is detected, a step of discriminating the type of plate by comparing the number and the number of letters of the width and height ratio of the label plate area, , The letters and numbers of the license plate on which the type is determined are compared with the image data stored in the database (DB) And it is characterized in that comprises a step of recognizing the extracted license plate letters and numbers of the number plate.
그리고, 상기 다차선 카메라 시스템은 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하는 단계는 학습형 알고리즘에 의해 정지된 또는 그에 상응하는 영상은 자동적으로 배제하고 이동하는 오브젝트를 인식하여 상기 인식된 오브젝트에서 번호판을 인식하는 것을 특징으로 한다.
In the multi-lane camera system, the step of removing the background image from the binarized image may include automatically detecting an object stopped or corresponding to the learning algorithm, recognizing the moving object, and recognizing the license plate in the recognized object .
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명에 따른 다차선 카메라 시스템은,According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-lane camera system,
영상보정을 위한 해당 도로에 대한 조도값 또는 휘도값 중 적어도 어느 하나를 측정하는 수단 또는, 기상청의 날씨데이터나 주위 도로카메라의 보정신호를 획득하는 수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 보정신호 획득장비, 해당 도로에 대한 영상 획득을 위한 영상 획득 장비 및, 상기 획득한 영상을 그레이 스케일 처리하고, 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하며 상기 이진화 영상에서 번호판의 문자와 숫자를 추출하여 번호판을 인식하되, 상기 그레이 스케일 처리된 영상에 대한 필터히스토그램화 이진화는 상기 보정신호 획득장비로부터 획득한 영상보정용 보정데이터를 이용하여 최적의 보정 기준을 설정하고 상기 설정된 보정 기준을 적용하여 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 영상 처리 장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
A correction signal acquiring device including at least one of means for measuring at least one of an illuminance value or a luminance value for the road for image correction or means for acquiring weather data of a weather station or a correction signal of an ambient road camera, An image acquiring device for acquiring an image for the road; and a controller for performing gray scale processing on the acquired image, filtering and histogramizing the image subjected to gray scale processing, extracting characters and numbers of the license plate from the binarized image, The filter histogram binarization for the gray-scale processed image is performed by setting an optimal correction reference using the correction data for image correction obtained from the correction signal acquiring apparatus and applying the set correction reference to the gray- Filter histogram image binarization It characterized in that comprises the device.
바람직하게, 상기 최적의 보정 기준은 상기 영상보정을 위해 측정된 조도값에 따른 임계값이나 상기 영상보정을 위해 측정된 휘도값에 따른 임계값이 사용되는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the optimal correction criterion is a threshold value according to the illuminance value measured for the image correction or a threshold value according to the brightness value measured for the image correction.
그리고, 상기 영상 처리 장치는 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하고, 상기 배경화면이 제거된 영상을 화면, 차량번호판 비율을 계산하여 취한 크기의 블록(Block)으로 라벨링(Labeling) 처리하며, 상기 라벨링 처리된 영상에서 수직 성분이 비교 대상이 되는 수직 성분보다 많은 문자와 숫자가 밀집된 블록을 번호판으로 판단하여 윤곽선(Edge Detection)을 검출하고, 상기 윤곽선이 검출된 영상 내의 번호판 영역 라벨링(Labeling) 처리하고, 상기 라벨링 처리된 번호판 영역의 가로/세로 비율 및 라벨링된 숫자, 문자수를 비교하여 번호판 종류를 판별하며, 상기 종류가 판별된 번호판의 문자와 숫자를 데이터베이스(DB)에 저장된 영상자료와 비교하여 해당 번호판의 문자와 숫자를 추출해 번호판을 인식하는 것을 특징으로 한다.
The image processing apparatus removes the background image from the binarized image, performs a labeling process on the image from which the background image is removed by using a block having a size that is calculated by calculating a screen and a license plate ratio, In the processed image, edge detection is detected by determining a block in which a number of letters and numbers are more dense than a vertical component to which a vertical component is to be compared as a license plate, labeling the license plate in the detected image of the contour line , Comparing the number and the number of the labeled number with the width / length ratio of the numbered license plate area, comparing the number and the number of the license plate with the image data stored in the database (DB) And the number and the number of the license plate are extracted to recognize the license plate.
바람직하게, 상기 영상 처리 장치는 학습형 알고리즘에 의해 정지된 또는 그에 상응하는 영상은 자동적으로 배제하고 이동하는 오브젝트를 인식하여 상기 인식된 오브젝트에서 번호판을 인식함으로써, 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the image processing apparatus removes the background image from the binarized image by automatically recognizing the moving object or recognizing the moving object by recognizing the license plate in the recognized object, .
그리고, 상기 영상 처리 장치로부터 번호판 정보를 전송받아 이용, 관리하며 번호판과 관련된 서비스를 처리하는 데이터 관리 서버를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
The image processing apparatus further includes a data management server for receiving the license plate information from the image processing apparatus, using and managing the license plate information, and processing the license plate related service.
본 발명은 자동차 번호판 인식 시스템의 영역에서 큰 변화를 가져올 것으로 예상된다. 발명의 효과는 다음과 같다.
It is expected that the present invention will make a big difference in the area of license plate recognition systems. The effects of the invention are as follows.
1.본 시스템은 소형 기기로 구성되기 때문에 작은 공간에 적용 가능하다. 즉 기존의 카메라 장착방식에서 벗어나 다양한 방식으로 장착되어도 영상을 정확하게 인식할 수 있다면 적용 가능하다.
1. This system is applicable to small space because it is composed of small equipment. In other words, it can be applied if it is possible to accurately recognize the image even if it is mounted in various ways out of the conventional camera mounting method.
2.하나의 영상시스템으로 다차선의 번호판 인식이 가능하다. 따라서 3~4차선 도로에 2~3개의 카메라를 설치하던 종전과는 달리 하나의 카메라로 4차선 전부의 번호판을 인식하기 때문에 유지 보수 측면에서도 월등한 효율을 가진다.
2. It is possible to recognize multi-lane number plates with one image system. Therefore, unlike the past, which used to install two or three cameras on three or four lane roads, the camera recognizes all the four lanes of the license plate.
3.영상인식 시스템이기 때문에 차량수에 상관없이 인식 가능하다. 즉 인식가능한 거리안에서(너무 멀리 있으면 화소에 따라 인식이 불가할 수 도 있다) 화면안에 몇 대가 들어오던 전부 인식할 수 있다.
3. Because it is an image recognition system, it can be recognized regardless of the number of vehicles. In other words, within a recognizable distance (it may not be recognized depending on the pixel if it is too far), it is possible to recognize all the pieces in the screen.
4.학습형 배경제외 알고리즘으로 인식속도에 매우 우수하다. 기존 인식은 전체의 사진을 찍어 사람이 번호를 조회하거나, 전체적인 영상처리를 통해 인식속도가 매우 느렸지만, 본 발명은 자동적으로 제외 배경을 설정하고 인식속도를 최적화 시킬 수 있기 때문에 우수한 인식속력을 가진다.
4. It is a learning type background exclusion algorithm and is very good at recognition speed. Conventional recognition has a high recognition rate because the recognition speed is very low through the whole image processing by taking a picture of the whole person and inquiring the number or the entire image processing but the present invention can set an excluded background automatically and optimize the recognition speed .
5.여러 영상시스템에 한 보조기구로 우수한 인식이 가능하다. 카메라마다 보조장치에 의해 영상을 보정하여 받아들이는 것이 아니라, 영상을 받아들여 보정에 의해 처리되기 때문에 1기구1보조기구의 공식에서 벗어나 원하는 환경을 꾸미는 것이 가능하다.
5. Excellent recognition is possible with one auxiliary system in several imaging systems. It is possible to decorate the desired environment by deviating from the formula of 1 mechanism 1 assistant mechanism because the image is received and corrected by the correction device rather than the image is corrected by the auxiliary device for each camera.
6.실시간 영상처리가 가능하기 때문에 범죄수사에 사용 가능하다. 상기 4항에서도 언급했던 실시간 인식 시스템은 공공기관 뿐만 아니라 경찰의 범죄수사에도 적용 가능하다.6. Real-time image processing is possible, so it can be used for criminal investigation. The real-time recognition system mentioned in Paragraph 4 above can be applied not only to public institutions but also to police criminal investigation.
도 1은 본 발명에 따른 다차선 카메라 시스템의 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 영상신호를 어떤 식으로 얻어내는지를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 필터링 된 영상을 이진영상으로 처리하는 영상처리방법을 순서대로 도시한 도면
도 4는 본 발명에 따른 보정값을 이용한 영상 이진화 동작을 순서대로 도시한 도면
도 5는 본 발명에 따른 처리된 영상에서 차량번호판을 인식할 수 있는 방법을 순서대로 도시한 도면
도 6은 학습형 배경선택 방법을 순서대로 도시한 도면
도 7은 영상처리순서의 3단계 예를 도시한 도면1 is a view showing a configuration of a multi-lane camera system according to the present invention;
2 is a diagram showing how a video signal according to the present invention is obtained.
FIG. 3 is a view showing an image processing method for processing a filtered image according to the present invention into a binary image in order;
FIG. 4 is a diagram showing an image binarization operation using a correction value according to the present invention in order;
5 is a diagram showing in sequence a method for recognizing a license plate in a processed image according to the present invention;
Fig. 6 is a diagram showing a learning type background selection method in order; Fig.
7 is a view showing an example of three steps of the image processing procedure
도 1은 본 발명에 따른 다차선 카메라 시스템의 구성을 나타낸 도면, 도 2는 본 발명에 따른 영상신호를 어떤 식으로 얻어내는지를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a multi-lane camera system according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing how a video signal according to the present invention is obtained.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다차선 카메라 시스템은 차량 및 번호판을 검지하기 위해 해당 도로에 대한 촬영을 수행하는 영상촬영수단(영상획득장비)(상기 영상촬영수단을 통해 얻어진 영상신호를 전달받아 영상처리 알고리즘으로 넘어가기 전까지의 영상확보)과 확보된 영상을 처리하는 기준을 정하기 위한 조도센서(영상 촬영시 획득된 조도 값은 미리 지정된 영상처리용 임계값과 대조되어 영상처리 알고리즘에 전달됨)(보정신호 획득장비)가 함께 존재하며, 두가지 값을 받아들여 영상을 처리하는 영상처리장치(보통 근거리에 영상처리용 PC나 신호를 송출할 수 있는 네트워크가 구성되어야 하며, 원거리에서 수신된 신호를 처리할 수 있는 영상처리서버 등이 존재해야 한다)를 통해 처리된 영상을 동일 기기에서 데이터 대조작업을 통해 처리하거나, 이를 다시 네트워크로 송출하여 일괄적으로 처리할 수 있는 PC나 서버 등을 포함하는 것을 특징으로 한다. As shown in FIGS. 1 and 2, a multi-lane camera system according to the present invention includes image capturing means (image capturing device) for capturing images of a road in order to detect a vehicle and a license plate (The acquisition of the image until the image signal is received and passed to the image processing algorithm), and an illuminance sensor for determining the reference for processing the acquired image (the illuminance value obtained during the image capturing is compared with the predetermined image processing threshold value (Which is transmitted to the processing algorithm) (correction signal acquisition device), and accepts two values to process the image (usually, a network capable of transmitting a PC or signal for image processing at a short distance, (E.g., an image processing server capable of processing a signal received from the external device) The treatment with, or characterized by, or the like by transmitting it back to the network, a PC or a server that can handle at the same time.
영상촬영수단(영상획득장비)은 약 200만화소 이상의 카메라가 필요하며, 최종적으로 100만화소급 정도의 카메라에서 얻어진 영상에서 번호판을 획득할 수 있는 알고리즘으로 구현하는 것을 특징으로 한다.The image capturing device (image capturing device) is required to have a camera of about 200 pixels or more, and finally, it is implemented as an algorithm that can obtain a license plate from an image obtained from a camera of about 100 mega pixels.
영상촬영 수단은 일반적인 PC카메라를 목적으로 하며, 그 외 다른 영상촬영수단(보안용 CCTV카메라, 디지털 카메라, 흑백화상 카메라 등의 화상 시스템)을 이용할 수 있는 알고리즘을 가지고 있는 것을 특징으로 한다. The image photographing means is intended for a general PC camera and has an algorithm that can use other image photographing means (a CCTV camera for security, a digital camera, a picture system of a monochrome image camera, etc.).
영상처리 알고리즘은 학습형 알고리즘에 의해 정지되어있거나 그에 준하는 영상은 자동적으로 배제한 후 이동하는 오브젝트를 인식하고 그 오브젝트에서 번호판을 인식하는 형태로 구현되는 것을 그 특징으로 한다. The image processing algorithm is characterized in that it recognizes moving objects after automatically excluding the images stopped or related to the learning type algorithm, and recognizes the license plates in the objects.
영상처리시스템은 영상보정을 위한 보조수단(조도, 휘도 센서 등) 및 주위에서 획득 가능한 신호(기상청의 날씨데이터, 주위 도로카메라의 보정신호 등)를 이용하여 기준을 설정하고 영상처리를 실시하며, 이에 따라 1영상장치당 1보조신호획득기기의 공식을 벗어나 최적의 보정값을 만들어 주기 위한 유동적인 환경을 구성 할 수 있다
The image processing system sets standards and performs image processing by using auxiliary means (illumination, luminance sensor, etc.) for image correction and signals obtainable from the environment (weather data of meteorological office, correction signal of surrounding road camera, etc.) Thus, it is possible to construct a flexible environment for making an optimal correction value by deviating from the formula of one auxiliary signal acquisition device per one imaging device
도 1에 도시된 바와 같이, 구체적으로, 본 발명에 따른 다차선 카메라 시스템은 영상보정을 위한 해당 도로에 대한 조도값 또는 휘도값 중 적어도 어느 하나를 측정하는 수단 또는, 기상청의 날씨데이터나 주위 도로카메라의 보정신호를 획득하는 수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 보정신호 획득장비, 해당 도로에 대한 영상 획득을 위한 영상 획득 장비 및, 상기 획득한 영상을 그레이 스케일 처리하고, 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하며 상기 이진화 영상에서 번호판의 문자와 숫자를 추출하여 번호판을 인식하되, 상기 그레이 스케일 처리된 영상에 대한 필터히스토그램화 이진화는 상기 보정신호 획득장비로부터 획득한 영상보정용 보정데이터를 이용하여 최적의 보정 기준을 설정하고 상기 설정된 보정 기준을 적용하여 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 영상 처리 장치를 포함하여 이루어진다.
1, a multi-lane camera system according to the present invention includes means for measuring at least one of an illuminance value and a luminance value for a corresponding road for image correction, And a means for acquiring a correction signal of the camera, an image acquiring device for acquiring an image for the road, and an image acquiring device for acquiring a gray- Histogramming binarization and extracting the letters and numbers of the license plate from the binarized image to recognize the license plate, and filter histogram binarization of the gray-scale processed image is performed using the image correction correction data acquired from the correction signal acquiring device And the set correction standard is applied W is made by the gray-scale processed image including the image processing apparatus for binarizing filter screen histogram.
그리고, 상기 최적의 보정 기준은 상기 영상보정을 위해 측정된 조도값에 따른 임계값이나 상기 영상보정을 위해 측정된 휘도값에 따른 임계값이 사용된다.The optimal correction criterion is a threshold value according to the illuminance value measured for the image correction or a threshold value according to the brightness value measured for the image correction.
예를 들어, 영상보정을 위해 해당 도로에 대한 조도값에 따른 임계값을 그레이 스케일 처리된 영상에 대한 필터히스토그램화 이진화 작업에 적용할 수 있다.
For example, for image correction, a threshold value according to the illuminance value for the road can be applied to filter histogramization binarization of the gray-scale processed image.
상기 영상 처리 장치는 본 발명에 따른 능동형 차량번호판 인식 알고리즘을 사용한다. 구체적으로는 다음과 같다. 상기 영상 처리 장치는 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하고, 상기 배경화면이 제거된 영상을 화면, 차량번호판 비율을 계산하여 취한 크기의 블록(Block)으로 라벨링(Labeling) 처리하며, 상기 라벨링 처리된 영상에서 수직 성분이 비교 대상이 되는 수직 성분보다 많은 문자와 숫자가 밀집된 블록을 번호판으로 판단하여 윤곽선(Edge Detection)을 검출하고, 상기 윤곽선이 검출된 영상 내의 번호판 영역 라벨링(Labeling) 처리하고, 상기 라벨링 처리된 번호판 영역의 가로/세로 비율 및 라벨링된 숫자, 문자수를 비교하여 번호판 종류를 판별하며, 상기 종류가 판별된 번호판의 문자와 숫자를 데이터베이스(DB)에 저장된 영상자료와 비교하여 해당 번호판의 문자와 숫자를 추출해 번호판을 인식한다.
The image processing apparatus uses an active license plate recognition algorithm according to the present invention. Specifically, it is as follows. The image processing apparatus removes the background image from the binarized image, labels the image with the background image removed, calculates a ratio of a screen and a license plate to a block of a size taken, Detecting edge detection by judging a block in which the number of characters and numerals is more dense than a vertical component of a vertical component to be compared as a license plate in the image, labeling the number plate region in the detected image of the outline, The license plate type is discriminated by comparing the number and the number of characters of the label plate with the width / length ratio of the label plate area, and comparing the letters and numbers of the license plate with the image data stored in the database (DB) And the number plate is recognized.
그리고, 상기 영상 처리 장치는 학습형 알고리즘을 통한 배경제거 알고리즘을 사용하는데, 즉 학습형 알고리즘에 의해 정지된 또는 그에 상응하는 영상은 자동적으로 배제하고 이동하는 오브젝트를 인식하여 상기 인식된 오브젝트에서 번호판을 인식함으로써, 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거한다.
The image processing apparatus uses a background elimination algorithm through a learning-type algorithm, that is, it automatically excludes an image stopped or corresponding thereto by a learning-type algorithm, recognizes a moving object, Thereby removing the background image from the binarized image.
또한, 상기 영상 처리 장치로부터 번호판 정보를 전송받아 이용, 관리하며 번호판과 관련된 서비스를 처리하는 데이터 관리 서버를 더 포함하여 이루어진다.The image processing apparatus further includes a data management server for receiving the license plate information from the image processing apparatus, using and managing the license plate information, and processing the license plate related service.
상기 데이터 관리 서버는 예를 들어, 회사 출입 허가 차량 관리용 데이터 관리 서버로 사용되거나, 차량 단속용 데이터 관리 서버 등에 사용될 수 있다.
The data management server can be used, for example, as a data management server for a company access permit vehicle management, or as a data management server for intermittent vehicle access.
도 3은 본 발명에 따른 필터링 된 영상을 이진영상으로 처리하는 영상처리방법을 순서대로 도시한 도면, 도 4는 본 발명에 따른 보정값을 이용한 영상 이진화 동작을 순서대로 도시한 도면, 도 5는 본 발명에 따른 처리된 영상에서 차량번호판을 인식할 수 있는 방법을 순서대로 도시한 도면, 도 6은 학습형 배경선택 방법을 순서대로 도시한 도면, 도 7은 영상처리순서의 3단계 예를 도시한 도면이다.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an image processing method for processing a filtered image according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart illustrating an image binarization operation using a correction value according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a learning type background selection method in order, and FIG. 7 is an example of a three-step example of an image processing procedure. Fig.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다차선 카메라 시스템의 학습형 영상분석 방법은 해당 도로에 대한 촬영을 수행하여 영상을 획득하고(S301), 상기 획득한 영상을 그레이 스케일 처리하고(S302), 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화한 후(S303), 상기 이진화 영상에서 번호판의 문자와 숫자를 추출하여 번호판을 인식한다(S304~S306).
As shown in FIGS. 3 to 7, the learning-type image analysis method of the multi-lane camera system according to the present invention acquires an image by capturing an image of a corresponding road (S301), and the acquired image is subjected to grayscale processing (S302). After the gray-scale processed image is subjected to filter histogram binarization (S303), characters and numbers of the license plate are extracted from the binarized image to recognize license plates (S304 to S306).
특히, 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 작업은 영상보정을 위한 조도값 또는 휘도값 중 적어도 어느 하나를 측정하거나, 기상청의 날씨데이터나 주위 도로카메라의 보정신호를 획득하여 영상보정용 보정데이터를 수집하고, 상기 영상보정용 보정데이터를 이용하여 최적의 보정 기준(예: 상기 최적의 보정 기준은 상기 영상보정을 위해 측정된 조도값에 따른 임계값이나 상기 영상보정을 위해 측정된 휘도값에 따른 임계값이 사용됨)을 설정하고 상기 설정된 보정 기준을 적용하여 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화한다(S307~S308, S401~S404).
In particular, the operation of binarizing the gray-scale processed image by filtering histogram may be performed by measuring at least one of an illuminance value and a luminance value for image correction, acquiring weather data of a weather station or a correction signal of a surrounding road camera, (For example, the optimum correction criterion is a threshold value according to the illuminance value measured for the image correction or a luminance value measured for the image correction) by using the image correction correction data (S307 to S308, S401 to S404) by applying the set correction standard to the gray-scale processed image.
또한, 본 발명에 따른 능동형 차량번호판 인식 알고리즘은 즉, 상기 이진화 영상에서 번호판 문자를 추출하여 번호판을 인식하는 작업은 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하고(S501~S502), 상기 배경화면이 제거된 영상을 화면, 차량번호판 비율을 계산하여 취한 크기의 블록(Block)으로 라벨링(Labeling) 처리하며(S503), 상기 라벨링 처리된 영상에서 수직 성분이 비교 대상이 되는 수직 성분보다 많은 문자와 숫자가 밀집된 블록을 번호판으로 판단하여 윤곽선(Edge Detection)을 검출하고(S504), 상기 윤곽선이 검출된 영상 내의 번호판 영역 라벨링(Labeling) 처리하고(S505), 상기 라벨링 처리된 번호판 영역의 가로/세로 비율 및 라벨링된 숫자, 문자수를 비교하여 번호판 종류를 판별하고(S506), 상기 종류가 판별된 번호판의 문자와 숫자를 데이터베이스(DB)에 저장된 영상자료와 비교하여 해당 번호판의 문자와 숫자를 추출해 번호판을 인식하는 동작으로 이루어진다(S507~S508).
In addition, the active license plate recognition algorithm according to the present invention extracts license plate characters from the binarized image and recognizes the license plate by removing the background image from the binarized image (S501 to S502) The image is subjected to a labeling process with a block having a size that is obtained by calculating a screen and a license plate ratio (S503). In the labeling processed image, the vertical component has a larger number of letters and numbers than the vertical component to be compared (S504), the labeling process is performed on the number plate area in the detected image (S505), and the labeling process is performed on the labeling plate area width and length labeling (S506). Then, the character and number of the license plate whose type is determined are stored in the database (DB) Compared with the image data it consists of letters and numbers of the license plate in the operation to extract the license plate recognition (S507 ~ S508).
그리고, 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하는 작업은 학습형 알고리즘에 의해 정지된 또는 그에 상응하는 영상은 자동적으로 배제하고 이동하는 오브젝트를 인식하여 상기 인식된 오브젝트에서 번호판을 인식한다(S601~S604).In operation S601 to S604, the background image is removed from the binarized image by recognizing an object that is stopped or corresponding to the learning algorithm by automatically excluding the moving object, and recognizing the moving object in the recognized object (S601 to S604) .
Claims (10)
상기 다차선 카메라 시스템은 해당 도로에 대한 촬영을 수행하여 영상을 획득하는 단계;
상기 획득한 영상을 그레이 스케일 처리하는 단계;
상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 단계; 및
상기 이진화 영상에서 번호판의 문자와 숫자를 추출하여 번호판을 인식하는 단계를 포함하여 이루어지는 다차선 카메라 시스템의 학습형 영상분석 방법.
In a learning image analysis method of a multi-lane camera system,
Wherein the multi-lane camera system comprises: capturing an image of the road;
Gray-scaling the obtained image;
Filtering histogrammed binarization of the grayscale processed image; And
And extracting the letters and numbers of the license plate from the binarized image and recognizing the license plate.
상기 다차선 카메라 시스템은 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 단계는
영상보정을 위한 조도값 또는 휘도값 중 적어도 어느 하나를 측정하거나, 기상청의 날씨데이터나 주위 도로카메라의 보정신호를 획득하여 영상보정용 보정데이터를 수집하는 단계; 및
상기 영상보정용 보정데이터를 이용하여 최적의 보정 기준을 설정하고 상기 설정된 보정 기준을 적용하여 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다차선 카메라 시스템의 학습형 영상분석 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the multi-lane camera system comprises a filter histogramming binarization of the gray-
Measuring at least one of an illuminance value and a luminance value for image correction or acquiring weather data of a weather station or a correction signal of an ambient road camera to collect image correction correction data; And
And a step of binarizing the image subjected to the gray scale processing by filter histogram processing by setting an optimal correction reference using the image correction correction data and applying the set correction reference. Image analysis method.
상기 최적의 보정 기준은
상기 영상보정을 위해 측정된 조도값에 따른 임계값이나 상기 영상보정을 위해 측정된 휘도값에 따른 임계값이 사용되는 것을 특징으로 하는 다차선 카메라 시스템의 학습형 영상분석 방법.
The method according to claim 1,
The optimal correction criterion is
Wherein a threshold value according to the illuminance value measured for the image correction or a threshold value according to the luminance value measured for the image correction is used.
상기 다차선 카메라 시스템은 상기 이진화 영상에서 번호판 문자를 추출하여 번호판을 인식하는 단계는
상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하는 단계;
상기 배경화면이 제거된 영상을 화면, 차량번호판 비율을 계산하여 취한 크기의 블록(Block)으로 라벨링(Labeling) 처리하는 단계;
상기 라벨링 처리된 영상에서 수직 성분이 비교 대상이 되는 수직 성분보다 많은 문자와 숫자가 밀집된 블록을 번호판으로 판단하여 윤곽선(Edge Detection)을 검출하는 단계;
상기 윤곽선이 검출된 영상 내의 번호판 영역 라벨링(Labeling) 처리하는 단계;
상기 라벨링 처리된 번호판 영역의 가로/세로 비율 및 라벨링된 숫자, 문자수를 비교하여 번호판 종류를 판별하는 단계; 및
상기 종류가 판별된 번호판의 문자와 숫자를 데이터베이스(DB)에 저장된 영상자료와 비교하여 해당 번호판의 문자와 숫자를 추출해 번호판을 인식하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다차선 카메라 시스템의 학습형 영상분석 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the multi-lane camera system extracts license plate letters from the binarized image and recognizes license plates
Removing the background image from the binarized image;
A step of labeling the image from which the background screen has been removed, into a block of a size taken by calculating a screen and a license plate ratio;
Detecting an edge detection by determining a block in which a number of letters and numbers is more dense than a vertical component to which a vertical component is to be compared in the labeling processed image as a plate;
Labeling the number plate area in the image in which the contour is detected;
Determining a license plate type by comparing the number and the number of letters of the label plate with the aspect ratio of the license plate area; And
Comparing the letters and numbers of the license plate with the image data stored in a database (DB), and extracting letters and numbers of the license plates to recognize license plates. Image analysis method.
상기 다차선 카메라 시스템은 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하는 단계는
학습형 알고리즘에 의해 정지된 또는 그에 상응하는 영상은 자동적으로 배제하고 이동하는 오브젝트를 인식하여 상기 인식된 오브젝트에서 번호판을 인식하는 것을 특징으로 하는 다차선 카메라 시스템의 학습형 영상분석 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the multi-lane camera system includes a step of removing background images from the binarized image
And automatically recognizes the moving object, recognizes the moving object, and recognizes the license plate in the recognized object. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
해당 도로에 대한 영상 획득을 위한 영상 획득 장비; 및
상기 획득한 영상을 그레이 스케일 처리하고, 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하며 상기 이진화 영상에서 번호판의 문자와 숫자를 추출하여 번호판을 인식하되, 상기 그레이 스케일 처리된 영상에 대한 필터히스토그램화 이진화는 상기 보정신호 획득장비로부터 획득한 영상보정용 보정데이터를 이용하여 최적의 보정 기준을 설정하고 상기 설정된 보정 기준을 적용하여 상기 그레이 스케일 처리된 영상을 필터히스토그램화 이진화하는 영상 처리 장치를 포함하여 이루어지는 다차선 카메라 시스템.
A correction signal obtaining device including at least one of an illuminance value or a luminance value for the road for image correction or a means for acquiring weather data of a weather station or a correction signal of an ambient road camera;
Image acquisition equipment for image acquisition on the road; And
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: a histogram processing unit for performing grayscale processing on the acquired image, filtering and histogramizing the gray-scale processed image, extracting characters and numbers of the license plate from the binarized image, And an image processing apparatus for setting an optimal correction reference using the correction data for image correction obtained from the correction signal acquiring apparatus and applying the set correction reference to filter and histogramize the gray-scale processed image Lane camera system.
상기 최적의 보정 기준은
상기 영상보정을 위해 측정된 조도값에 따른 임계값이나 상기 영상보정을 위해 측정된 휘도값에 따른 임계값이 사용되는 것을 특징으로 하는 다차선 카메라 시스템.
The method according to claim 6,
The optimal correction criterion is
Wherein a threshold value according to the illuminance value measured for the image correction or a threshold value according to the luminance value measured for the image correction is used.
상기 영상 처리 장치는
상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하고, 상기 배경화면이 제거된 영상을 화면, 차량번호판 비율을 계산하여 취한 크기의 블록(Block)으로 라벨링(Labeling) 처리하며, 상기 라벨링 처리된 영상에서 수직 성분이 비교 대상이 되는 수직 성분보다 많은 문자와 숫자가 밀집된 블록을 번호판으로 판단하여 윤곽선(Edge Detection)을 검출하고, 상기 윤곽선이 검출된 영상 내의 번호판 영역 라벨링(Labeling) 처리하고, 상기 라벨링 처리된 번호판 영역의 가로/세로 비율 및 라벨링된 숫자, 문자수를 비교하여 번호판 종류를 판별하며, 상기 종류가 판별된 번호판의 문자와 숫자를 데이터베이스(DB)에 저장된 영상자료와 비교하여 해당 번호판의 문자와 숫자를 추출해 번호판을 인식하는 것을 특징으로 하는 다차선 카메라 시스템.
The method according to claim 6,
The image processing apparatus
The background image is removed from the binarized image, and the image with the background image removed is subjected to a labeling process with a block having a size that is calculated by calculating a ratio of a screen and a license plate. In the labeling process, The edge detection is detected by judging a block in which a number of letters and numerals are more dense than a vertical component to be compared as a license plate and labeling process is performed in the image in which the contour is detected, The number and the number of characters of the license plate are compared with each other to determine the type of license plate, and the letters and numbers of the license plate of which the type is discriminated are compared with the image data stored in the database (DB) And recognizes the number plate of the multi-lane camera system.
상기 영상 처리 장치는
학습형 알고리즘에 의해 정지된 또는 그에 상응하는 영상은 자동적으로 배제하고 이동하는 오브젝트를 인식하여 상기 인식된 오브젝트에서 번호판을 인식함으로써, 상기 이진화 영상에서 배경화면을 제거하는 것을 특징으로 하는 다차선 카메라 시스템.
9. The method of claim 8,
The image processing apparatus
Characterized in that the controller removes the background image from the binarized image by recognizing the moving object and recognizing the license plate in the recognized object by automatically excluding the stopped or corresponding image by the learning type algorithm, .
상기 영상 처리 장치로부터 번호판 정보를 전송받아 이용, 관리하며 번호판과 관련된 서비스를 처리하는 데이터 관리 서버를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다차선 카메라 시스템.
The method according to claim 6,
Further comprising a data management server for receiving license plate information from the image processing apparatus, using and managing license plate information, and processing a license plate related service.
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