TW200937313A - Method and system for increasing license plate detection efficiency in successively inputting image - Google Patents

Description

200937313 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種視訊影像分析之技術，特別是指一種增進連續輸入 - 影像時車牌偵測效能之方法及系統。 【先前技術】 隨著經濟的發展，車輛除了作為代步工具之外，更是一種身分象徵， 但伴隨而來卻是愈來衫岐通事故與車減鮮問題，如何有效監督與 〇 t理就更随要。在目前督與管理上，軸有如超速轉照相、警察 路邊臨檢或巡邏取締贓車等辦法，但因這些工作都必須投入大量人力而成 效不彰，故以車牌自動辨識系統來配合上述工作以達到節省人力之方法也 就應運而生。 〇 在實際的車牌職系統朗上，常由於取像祕拍攝地關不同，因 此導致所取得之影像會有不同的差異性產生，例如不同道路出現的交通號 吻或廣告所產生的干擾等，甚至拍__光_軌及車輛背景與其裝 飾物都將造鮮牌__在車牌_上的_。再者，轉請了字元 區域外還包括轉、·、峨料許崩_分，w並不屬於 =號碼_分也會增加車牌職祕_難度1外，由於総技術中 ^牌辨識系統-次只能處理一張影像中之一個車牌影像，運算相當繁 =不僅要處理字元區域的部分，同時«要處理不屬於字元區域的其它 2 2此無法同時處理多個車牌影像與無法快速即時運算等缺點。因此， 辨齡統在實際_上可赠有_辨識率並具有快速運算 將疋見5車牌辨識系統所需要面臨的問題。 5 200937313 有鑑於此本發明遂針對上述習知技術之缺失提出一種增進連續輸 入影像時車牌制效能之綠及系統，透耕空特性減少搜尋空間，以有 效克服上述之該等問題。 【發明内容】 發月之主要目的在提供—種增進連續輸人影像時車牌侧效能之方 '、、、可&速搜尋出輸场像中所有需要後續辨識處理的車料元候選區 域，並可節魏理影像畫面巾其麵域之運算時間。

Ο 、、本發.另—目的在提供—輯錢續輸人影⑽車牌個效能之方 法其係利用空間特性找出欲搜尋之車牌字元候選區域，可節省處理影像 畫面中其它非轉字祕職域之處理時間。 、、本發明之再-目的在提供—種增進_輸人影像時車牌制效能之方 、、、2係彻喃特性找出重複區域，重複區域即為影像中連續不變的區 &疋t/像連續不變’卿像之前景及背景處理皆可省略，可節省處理 影像晝面巾重複出現_之處科間。 本發敗X-目的在提供—種料連續輸人影糾轉制效能之方 理影像7__時__複車牌字元_域，可節省處 、/-面中重複纽的車牌字元候選區域之處理時間。 列步2達上奴_ ’她提供—種增料物_㈣法，包括下 輸入之影像中谓測文字邊緣區域，·擁取複數候選影像區域·將 域之重像讀選影像區 區域有_ 區域；若某―__重複性之 ，# ’職漸塊是否騎《塊4㈣影像_與重複區塊 6 200937313 則定義候選區域為重舰域；最後錄出非重複 本發明錢供—嫩她貞_编售：—文字邊緣區域 J'、·仙出輪人影像中具文字邊緣特性之文字邊緣區域；—車牌字 元候選區物，齡嫩她細糊之纖選影像區 域’以及-4複區域伽懷組，侧輸人影像之候聽像區域是否已經在 先前輸入之影像中出現過。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術内 容、特點及其所達成之功效。 【實施方式】 、本發服供-種魏連續輸人影糾轉_效能之方法及系統，其 係透過寺工特J4 ’以減少搜尋空間來達成在連續輸人影像時增進車牌债測 效此’可大量節省處理影像畫面中其它空間之處理時間。 Ο 重疊面積達到某一標準， 區域之候選影像區域。 第1圖所不林發明之增料續輸人影糾轉制效能之系統1〇， 包括-文字邊緣區域铜模組12'一車牌字元候選區域债測模組Μ及一重 複區域細模組16,當至少_個影像操取裝置2〇如攝影機或監視器取得影 像晝面並將之輸人祕1G時，文字邊緣區域侧模組η從影像晝面中偵 測文字邊_域’留下具有文字邊緣特性之_，車牌字元㈣區域偵測 模.《a 14再㈣下之區域巾魏減候娜魏域而重複區域侧模組16 則摘測候選影雜域巾是砰重複ά現的觸影像賊，並將重複之候選 影像區域由輸出中排除。 一般車牌辨齡統所錄之車牌影像如第2Α _示，包含地區字樣、 7 200937313 螺絲釘'貼紙等不屬於車牌號碼的部分，而在本發明中文字邊緣區域偵 測模組12利用垂直梯度（verticai双以“批）運算後，找出文字邊緣區域 而車牌字元候選區域偵測模組14再利用一二階段單次掃描之車牌析 (Bi-levd one_pass plate咖咖⑽，B〇pE)演算法快速地摘測出所有候選影 雜域，如在候娜像輯时車牌字元，舰_會緊鄰車牌字元= 部及底部’如第2B圖所示。由於本發明只侧車牌字元候選區域，可避免 Ο 之後在進行字元分割時還要進行多餘區域排除的運算，大幅降低整個系統 的運算量，增加運算速度。 一 本發明之增進連續輸入影像時車牌债測效能之方法主要包含兩個部 分：僅具有空間分析之二階段單次掃描之車牌析取（B〇pE)演算法以及具 有時空分析之重複區域細。如第3圖所示之流程，當影像由一影像操取 裝置攝入後’如步驟S10輸入時間t-ι到時間t之影像，接著步驟S12與S14 即為本發明方法之第—部分，步驟S12產生文字邊緣區域：此文字邊緣區 Q域侧闕始輸人影像之垂直梯度與-雖(例如關值可定義為以OtSU 次算法算後之絲以—魏)所產生，垂直梯度大於_之像素即為文字 邊緣像素SH產生候選影像區域：其係利用二階段單次掃描之車牌析取 (BOPE)决异法’百先設Wp&Hp分別為車牌字元候選區域之寬度及高度， Np為轉字域量，敎料緣區像$ ^文料雜雜水平距離 小於-(例如值可定義為Wp/Np，表示_車牌文字壯的文字邊 緣最遠可間隔的距離)之文字邊緣像素之中間像素都設為文字邊緣像素，然 ^ P中連續的文子邊緣像素S「車牌線」（plate run)，而連續的非文字 8 200937313 細_「非車雜」（_aterun)，需料打列三雌躲一之「車 牌線」移除：⑴垂直高度超過Hp; (2)水平長度超過％;⑶「車牌線」在 兩個長度超過Wp的「非車牌線」之間；本發明中二階段單次掃描之車牌析 取演算法之程式碼如第4圖、第5A圖與第5b圖所示，可避免操取候選影 像區域時增加演算法之複雜度及演算時間。 步驟SI6至S20為本發明方法之第二部分：偵測重複區域。若影像擁 取的場景靜止’縣—秒所拍攝之影像近乎_，前景、背景幾乎不變， 闕影像區域亦可能會相當類似’因此找出重複區域並避免重複運算即可 省下大量的運算量並省下相當多運算時間，因此，本發射儀—種區塊 比對技術來計算輸人影像之間的她度，該她度可用切線距離「^邮 di敝e」距離表示法來計算。首先，在輪入影像中定義影像區塊例如系 統預設將影像切分為複數個16xl6維度小區塊在步驟灿中選取出影像 中被候選影像區域所覆蓋之影像區塊，計算在時間以與時間t影像内之區 塊影像相似度，如步驟S18所述，將距離小於闕值之區塊定義為重複區塊， 步驟S2G中，將具有重複區塊且重叠範圍超過預設百分比之候選影像區域 定義為重複區域’例如系統預設之百分比為6〇%，則將重疊範圍超過齡 之候選影像區域由候選區中排除。 第6A圖至第6E圖為本發明之_實施例，在第6a圖至第6〇圖中左 邊之影像皆為時間t-i時所擷取之晝面，右邊之影像皆為時間t時所操取者。 首先如第6A圖所示取得時間到時間r影像；接著請見第6b圖，利用 二階段單次掃描之車牌析取（B㈣）演算法棘出複數輯影像區域，如 9 200937313 圖中所框Hi者，再來睛見第6C圖，將被候選影像區域所覆蓋之區域定義為 需偵測重複之區域’而其餘非需細重複性之區域則塗黑，接著將這些 未被塗黑之需_重概之區域重疊的影賴塊_出來，表示為需制 重複f的〜像區塊如第6D圖中所框出之方塊所示。針對第6D圖之影像 區塊計算相似度後，在時m之具需偵測重複性的影像區塊中挑出影像區塊 中距離值小於閥值之重複區塊，如第犯圖中所框出之方塊所示，暗色框為 塊’亮色框縣非重顏塊；最後，將具有重觀塊且重叠範圍超 過預設百分比讀縣像區域定義為重顏域，並由候舰中排除。 在第6Α圖至第6Ε圖中’影像畫面有以個區塊被偵測為需^^貞測重複 性的候選影像區塊，而其中有113麵塊符合重複區塊。所有二階段單次 掃描之車牌析取（ΒΟΡΕ)演算法所齡之㈣影像區域皆會被排除，因為 這些候選影像區域全部較重概域，而真正所需之車牌字元區域在前一 張影像中已經取得。 〇 因為_每—輸人影像之候選影像區塊來_重複區域，若候選影像 [域有所重疊時’即可用相同影像區塊來彳貞測，無須再重複計算該影像區 塊之相似度’例如在車牌侧的應用中，可能需要同時侧大小不同的車 牌’因此在相同影像位置上可能會產生多個候選影像區域，此時本發明只 f要計算重複之影像區塊-次，即可满複數個重祕縣像，減少了龐 大的運算量。 在計算候選區塊之相似度時候會需要計算影像中的細特徵，例如採 用切線距離的時候，需要計算輸人影像的切線向量，愈多的重複區塊無疑 200937313 會《加魔大的運算量’為了減少此負載，本發晴於可僅取單邊影像特徵 來做比對的轉表秘，例如單邊喊腾（⑽㈣伽gentdistanee)，提 出僅需在_為非重複區塊的_，才需要針對接下來的影雜塊抽取特 徵’否則可保留先前影像區塊與特徵做為後續的相似度運算之輸入，如第 圖所述針對兩種輸入晝面p畫面及E畫面，因為第一張為非重複畫面， 所以第一張做特徵抽取(TE)’同理，因為第五張與第七張被偵測為非重複區

塊’在第六張和第八張才會做特徵抽取(TP，TE)。在第7B圖連續輸入影像之 :每兩張畫面便要计算一次切線向量，可減少百分之五十之運算量， 此為最差情形。第7C圖為最佳實施例，因為相同的畫面E畫面連續出現， 因此只需要計算一次特徵抽取。 綜上所述’本發明之增進連續輸入影像時車牌偵測效能之技術係先選 取出要侧之空間’再針對_空間、不騎間之各張影像進行比對 此連續影像在不同時間點時，相同㈣中若有相似區域則不需再次計算， 可減少系統所需要處理的區域與運算量，進而增加系統的整體運算速度。 唯以上所述者’僅林伽之齡實施_已，並義來蚊本發明 實施之辄圍。故即凡依本發”請範_述之特徵及精神所為之均等變化 或修飾’均應於本發明之中請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第i圖為本發_進稍輸人影斜車牌彻贱之祕之方塊圖。 第2A圖及第2B圖分別為先前技術及本發明所操取出之車牌影像。 第3圖為本發明增進連續輸入影像時車牌偵測效能之方法之流程圖。 第4圖、第5A圖及第5B圖為本發明中利用二階段單次择描之車牌析取演 11 200937313 算法擷取車牌字元區域之程式碼。 第6A圖至第6E圖為本發明一實施例之流程示意圖。 第7A圖至第7C圖為本發明中不同之連續輸入影像之實施例，以說明在此 三種情況下計算影像特徵之次數。 【主要元件符號說明】 10增進連續輸入影像時車牌偵測效能之系統 12文字邊緣區域偵測模組 0 14車牌字元區域偵測模組 16重複區域偵測模組 20影像擷取裝置

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Claims (1)

1. 200937313 十、申請專利範圍： L 一種増進撕，叫祕職娜，包括下列步驟： ⑻從輸入之影像帽取複數候娜賴域，並放置於—候選區中； (^貞測二前影像之該候選影像區域是r經在至卜切影像出現 ，右疋重複出現，則將該候選影像區域由該候選區中移除；以及 (C)輸出該騎區+之_贼像區域。

   申》月專利範圍第1項所述之方法，其中該步驟⑻係在單—時間點之影 像中擷取複數候選影像區域。 3.如申請專利範圍第i項所述之方法，其中該步·中比對不同時間點上 該候選影像區域之相似度。 如申明專利範，1項所述之方法’其中該步驟⑻中更包括比對該候選 影像區域之相似度，其係將影像切分為複數個小區塊，將與該候選影像 區域重叠的該小區塊做影像區塊的—影像距離比對。 5.如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該影像距離小於—閥值時，定 義該小區塊為-重複區塊，再針對該重複區塊與該候選影像區域的重疊 程度，定義該候選影像區域是否為重複出現的區域。 6’如申請專利範圍第4項所述之方法，其巾該影像距離之崎係取該影像 之單邊切線距離（one-side tangent distance )。 7.如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該候選影像區塊先前被定義為 非重複區塊時’則對該候選影像區塊做特徵抽取。 8·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中每一該候選影像區域係利用垂 直梯度（verticalgradient)運算出一文字邊緣區域後，再透過一二階段單 13 200937313 次掃描之車騎取（BOPE)轉細餅賴車料祕選區域。 9.如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該車牌字元候選區域之上下界 係緊鄰複數車牌字元的頂部及底部。 請專利範圍第8項所述之方法，其中該車牌字元候選區域係預設有 门又及冑度t 1¾車牌予元候選區域之垂直高度超過該高度或水 平長度超戦寬度’麵傾車牌字元候縣域，崎合預設之高度或 寬度。 〇 u.如巾請專利麵1項所述之方法’其_驟⑻係在—文字邊緣區域 _模組與-車牌字元候選區域侧模組中進行。 如申__ 1酬述之方法，其中—重複_測 模組中進行。 13.如申請專利範圍第丨項所述之方法 攝入0 其中該景> 像係由一影像擷取裝置所 〇 14.-種增進連續輸入影像時車牌偵測效能之系統，包括： -文字邊緣眺貞獅，錄入_魏㈣物性的像素； 一車牌字元候選區域偵測模組，從該像素中選取複數候選影像區域，若 該候選影像區域内含有至少—車牌文字，則雜選影像區域之上下界 即為該車牌文字之頂部與底部；以及 1 選影像區域是否已經在先前 一重複區域偵測模組，偵測輸入影像之該候 輸入的影像中出現過。 15.如申請專利範圍第14項所述之系統， 其中每—該候選影像H域係利用垂 200937313 直梯度（verticalgradient)運算出一文字邊緣區域後，再透過一二階段單 次掃描之車牌析取（BOPE)演算法而獲得該候選影像區域。 16. 如申請專纖㈣14項所述之系統，其中該重觀域細模組係將該候 選影像區域以複數區塊表示，並計算一目前影像與一先前影像中相同之 該區塊是否重複，透過重複之該區塊來定義該候選影像區域是否重複。 17. 如申請專利細第14項所述之系統，其中該重顏域侧模組中更包括 比對該候縣像輯之她度，其雜輸人影像切分為複油小區塊， 將”該候選影像區域重疊的該小區塊做影像區塊的一影像距離比對。 申明專利範圍第17項所述之系統’其中該影像距離小於-閥值時，定 義該J、區塊為-重複區塊，再針對該重複區塊與該候選影像區域的重養 程度疋義該候選景》像區域是否為重複出現的區域。 如申明專利$ϋ圍第n項所述之系統，其中該影像距離之比對係取該輸入 影像之單邊切線距離（ — ——π)。 Ο 15