手机车牌识别技术在车牌识别系统中的可行性研究

摘要：近年来国内外已经广泛开展了基于手机平台的信息采集、数据处理、数据传输等方面的研究，随着我国移动行业爆发式发展和手机智能化、配置高端化、手机网络覆盖化的日益完善，以手机作为平台，使用Java ME技术对车辆图像进行分析并提取车辆牌照信息，经过自动识别后通过无线网络技术与现有的智能交通管理系统融合实现广义范围内的车牌识别已成为可能。文章从现有车牌识别系统结构体系出发，结合手机平台优势讨论了以手机作为采集识别模块的车牌识别系统的可能性。

关键词：车牌识别 Java ME 数字图像处理

随着我国汽车行业跨越式发展，我国机动车总保有量达2.33亿辆，其中汽车1.14亿辆，摩托车1.03亿辆。全国机动车驾驶人达2.47亿人，其中汽车驾驶人1.86亿人。日益增长的机动车数量，对于交通及车辆管理带来了前所未有的挑战。交通问题已成为我国面临的重要难题之一，为了缓解经济发展给交通运输带来的压力，使现有资源发挥出最大的作用，我国政府加大了对智能交通系统的研究和建设力度。

车牌自动识别系统是智能交通管理系统的关键技术，其潜在市场应用价值极大，能产生巨大的社会效益和经济效益。主要应用如下。

一、电子收费系统中的应用

电子收费是未来公路、桥梁、停车场收费系统的基础应用系统，将承担巨大的公路和桥梁建设费用的回收工作。采用电子收费系统，不仅可以有效进行规范化管理，提高公路及桥梁的流通速度，而且从根本上杜绝了产生经济漏洞的可能性。车牌识别技术可以有效地缓解由于车辆激增造成的收费站拥堵的现象。

二、在观测站的应用

国内现有的观察站基本依靠人工观测，劳动强度大，无法及时判断车辆状态。车牌识别系统能够灵活识别被监控车辆，获取更多的现场信息，更好地为交通部门服务。

三、在安防领域的应用

随着汽车数量急剧上升，利用汽车犯罪和盗车案件也明显增多，车牌识别系统可以随时识别可疑车辆信息，大大提高案件侦破率。在政府机关、军队、机场和港口等部门等场所配置该技术，可以随时监控和记录车辆出入情况，对安全高效的现代化管理具有重要意义。

四、交通领域应用

交通监测点设置于城市的交通要塞位置，可全天候、自动、不间断、无遗漏地记录所有进出市区的车辆，自动识别车牌号码。车辆信息存入指挥中心数据库，随时可供查询，同时与“黑名单”库进行比对，一旦“黑名单”车辆通过，系统立即报警。利用该系统，公安机关可以快速地锁定车辆行踪。由于系统具备测量、记录车辆行驶速度的功能，还可以用于处罚超速违法行为。

由此可以看出车牌自动识别系统在城市交通管理中的作用非常重要，另一方面车牌自动识别系统所应用的场所具有信息位置分散性、发散性和信息承载多样性等特点。信息分散性是指交通路口、卡口分布在城市的各个位置，在地域上所采集信息具有分散性。信息发散性是指由于不同时间段通过交通路口或卡口的车辆数量、车辆类型、各种车辆之间的位置关系不同，采集的信息具有分时发散性。信息承载多样性是指通过摄像机采集交通路口或卡口的信息包含了车辆类型、车辆本身大小、颜色等性质、车辆是否违反交通法规等多种信息。

车牌自动识别系统在发展初期，主要采用将系统模块放在后端即服务器端，前端设备只作信息采集这种方式对服务器的资源占用及运行带来了压力，而且前端设备安装位置固定。这就大大降低了车牌识别系统灵活性和使用范围，因此目前业界多倾向于将各类采集环节的识别与应用功能放在前端。随着智能手机不断发展，3G网络技术的日趋完善，Java ME技术不断更新都为手机作为ITS的前端信息采集与分析提供了可能。

我们从智能手机的硬件结构入手，分析硬件组成结构与硬件性能，讨论以手机作为平台，实现车牌识别的可能。典型智能手机硬件结构如图1所示。

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图1 典型智能手机结构

主处理器运行操作系统，负责协调整个手机系统的资源。我们以车牌图像识别为例分析典型手机操作系统工作过程。首先我们使用摄像头采集车辆图像，摄像机控制器通过与主处理器之间的串行总线将图像送入SDRAM随机存储器，手机处理器调取车牌识别应用程序对图像进行处理，处理得到的车牌文本信息显示在手机屏幕LCD上。目前智能手机硬件发展较快，处理器采用双核1.2G，SDRAM同步动态随机存储器1G，摄像头一般为500万像素，智能手机在工作过程、数据处理、硬件配置等方面与微型计算机已经非常的接近，使用手机实现车牌识别在硬件上有了充分保证。

软件开发方面JavaME是基于智能手机最理想的开发平台，它具有以下几个特点：

安全性：Java舍弃了C++的指针对存储器地址的直接操作，当程序运行时，内存由操作系统分配，这样可以避免病毒通过指针入侵系统。JavaME可以开发出从网络上下载的无线应用程序和网络中其他设备交互应用，在传输一些重要的信息时，MIDP2.0提供的无线包可以很好解决安全性的问题。

面向对象：JavaME使用Java语言进行开发，而Java吸取了C++面向对象的概念，将数据封装于类中，利用类的优点实现了程序的简洁性和便于维护性。

图形图像界面和多媒体功能：JavaME提供了丰富的用户界面和事件处理功能，同时提供了良好的游戏，视频以及音效开发类。

在数字图形处理技术方面，经典数字图像处理技术已经成熟，我们可以使用经典数字图像处理技术对图片进行图像变换、图像预处理、边缘检测、形态学处理、车牌矫正与定位、字符分割与识别算法分析，利用MATLAB图像处理工具箱，对车牌识别算法进行仿真。在此基础上，使用Java ME技术和Eclipse开发工具，参照算法思想，编写灰度处理、图像均衡、垂直边缘检测、二值化、图像膨胀、车牌定位、字符分割、字符识别等类，可以实现基于手机平台的车辆牌照自动识别应用程序，从而实现车牌识别系统的可移动性。

通过以上对智能手机硬件与软件的分析可以说明，利用智能手机使用JavaME技术实现手机上的车牌识别是可行的，它可以扩展当前车牌管理系统中移动性差、无线传输不稳定等缺点，实现广域范围的车辆信息识别。手机车牌识别属于无源信息采集，这种系统不需要设备购置及大量资金，从而提高了经济效益。由于采用了先进的计算机应用技术，所以可提高识别速度，根本上解决了实时性问题，为解决日益增加的交通管理问题，具有重要的意义和广泛的推广价值。

（责编 张宇）