一种利用电子眼的车牌扫描识别方法及装置与流程

1.本发明涉及电子眼技术领域，具体而言，涉及一种利用电子眼的车牌扫描识别方法及装置。


背景技术：

2.由于公路交通具有通行能力大、运行速度快、运输成本低、安全程度高、行车舒适等突出优势，人们出行通常都会选择公路交通，因此造成了公路车流量巨大。现有技术通常在道路卡口设置摄像头，利用摄像头采集通过道路卡口的车辆数据并缓存在服务器中，根据缓存的车辆数据对车辆进行识别和报警，以实现车辆追踪。但是这种方法只能针对于利用道路卡口摄像头采集到的车辆数据进行车辆追踪，并不能针对工作人员实际需求对道路上的车辆进行定位和追踪。例如，当道路上有车辆发出求助信号且该求助车辆并未经过任何道路卡口时，工作人员不能准确地对求助车辆进行定位和追踪。再例如，当工作人员需要追踪逃逸车辆且该逃逸车辆并未经过任何道路卡口时，工作人员也不能准确地对逃逸车辆进行定位和追踪。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种利用电子眼的车牌扫描识别方法及装置，其能够实现针对工作人员实际需求对道路上的车辆进行定位和追踪的目的。
4.本发明的实施例是这样实现的：
5.第一方面，本技术实施例提供一种利用电子眼的车牌扫描识别方法，其包括如下步骤：
6.获取多个目标电子眼在目标时间段内包含车辆画面的录制影像数据，其中，录制影像数据包括多个第一图像帧；
7.获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码；
8.获取并基于目标车牌号码，对所有拍摄车牌号码进行比对，以确定包含目标车牌号码的所有第二图像帧；
9.根据各个第二图像帧对应的位置信息和时间信息，生成目标车辆对应的行驶路线；
10.根据行驶路线，将该目标车辆以图标形式展示于电子地图上。
11.在本发明的一些实施例中，上述获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码的步骤包括：
12.将任一第一图像帧输入至训练好的车辆检测网络模型中，得到该第一图像帧中的所有车辆图像；
13.将任一车辆图像输入至训练好的车牌分割网络模型中，得到对应的车牌图像；
14.对车牌图像进行处理，得到对应的拍摄车牌号码。
15.在本发明的一些实施例中，上述对车牌图像进行处理，得到对应的拍摄车牌号码
的步骤包括：
16.对车牌图像进行透视变换，以得到透视变换图；
17.对透视变换图依次进行灰度处理、平滑滤波处理，得到处理图像；
18.对处理图像进行二值化处理，得到二值图像；
19.对二值图像进行边缘检测，获取边缘的最小外接矩形；
20.利用最小外接矩形将二值图像中每个字符截取出来，并对每个字符进行模板匹配，以得到拍摄车牌号码。
21.在本发明的一些实施例中，上述获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码的步骤之后，该方法还包括：
22.获取第一图像帧中任一拍摄车牌号码对应的车辆图像信息；
23.将任一拍摄车牌号码和对应的车辆图像信息输入至车牌数据库中进行匹配，以判断该拍摄车牌号码是否为异常车牌。
24.在本发明的一些实施例中，上述将任一第一图像帧输入至训练好的车辆检测网络模型中，得到该第一图像帧中的所有车辆图像的步骤之前，该方法还包括：
25.建立车辆检测初始模型；
26.获取多个第一样本，第一样本为人工标注的预先采集图像中的车辆；
27.利用多个第一样本训练车辆检测初始模型，以得到训练好的车辆检测网络模型。
28.在本发明的一些实施例中，上述将任一车辆图像输入至训练好的车牌分割网络模型中，得到对应的车牌图像的步骤之前，该方法还包括：
29.建立车牌检测初始模型；
30.获取多个第二样本，第二样本为人工标注的预先采集图像中的车牌；
31.利用多个第二样本训练车牌检测初始模型，得到训练好的车牌分割网络模型。
32.第二方面，本技术实施例提供一种利用电子眼的车牌扫描识别装置，其包括：
33.录制影像数据获取模块，用于获取多个目标电子眼在目标时间段内包含车辆画面的录制影像数据，其中，录制影像数据包括多个第一图像帧；
34.拍摄车牌号码获取模块，用于获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码；
35.号码比对模块，用于获取并基于目标车牌号码，对所有拍摄车牌号码进行比对，以确定包含目标车牌号码的所有第二图像帧；
36.行驶路线生成模块，用于根据各个第二图像帧对应的位置信息和时间信息，生成目标车辆对应的行驶路线；
37.图标展示模块，用于根据行驶路线，将该目标车辆以图标形式展示于电子地图上。
38.第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，其包括存储器，用于存储一个或多个程序；处理器。当一个或多个程序被处理器执行时，实现如上述第一方面中任一项的方法。
39.第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一项的方法。
40.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
41.本发明提供一种利用电子眼的车牌扫描识别方法及装置，其包括如下步骤：获取多个目标电子眼在目标时间段内包含车辆画面的录制影像数据，其中，录制影像数据包括多个第一图像帧。由于电子眼目前已经广泛应用于公路交通，则借助于电子眼获取录制影
像数据，可以减少利用该车牌扫描识别方法进行车辆定位追踪的成本。获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码。获取并基于目标车牌号码，对所有拍摄车牌号码进行比对，以确定包含目标车牌号码的所有第二图像帧。根据各个第二图像帧对应的位置信息和时间信息，生成目标车辆对应的行驶路线。根据行驶路线，将该目标车辆以图标形式展示于电子地图上，以直观反映目标车辆的位置信息和行驶路线。从而实现了针对工作人员实际需求对道路上的车辆进行定位和追踪的目的。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
43.图1为本发明实施例提供的一种利用电子眼的车牌扫描识别方法的流程图；
44.图2为本发明实施例提供的一种获取拍摄车牌号码的流程图；
45.图3为本发明实施例提供的一种处理车牌图像的流程图；
46.图4为本发明实施例提供的一种利用电子眼的车牌扫描识别装置的结构框图；
47.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的示意性结构框图。
48.图标：110-录制影像数据获取模块；120-拍摄车牌号码获取模块；130-号码比对模块；140-行驶路线生成模块；150-图标展示模块；101-存储器；102-处理器；103-通信接口。
具体实施方式
49.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
50.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，若出现术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，若出现由语句“包括一个
……”
限定的要素，
并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
53.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
54.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
55.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
56.实施例
57.请参照图1，图1所示为本发明实施例提供的一种利用电子眼的车牌扫描识别方法的流程图。本技术实施例提供一种利用电子眼的车牌扫描识别方法，其包括如下步骤：
58.s110：获取多个目标电子眼在目标时间段内包含车辆画面的录制影像数据，其中，录制影像数据包括多个第一图像帧；
59.在本实施例中，用户可以事先对需要安装电子眼的路段进行实际考虑，选择多个路段(例如高速或计费路段出入口、停车收费场地等)安装电子眼。每个电子眼都需要接入路网中心的控制服务器，以进行控制。且安装的每个电子眼在对应的监视区域进行全天侯监视并录像。
60.具体的，用户可以通过路网中心的控制服务器发布需要查找的目标车辆(例如逃逸车辆或求助车辆)和目标时间段，并且选择若干个电子眼作为目标电子眼。获取各个目标电子眼在目标时间段内包含车辆画面的录制影像数据。由于电子眼目前已经广泛应用于公路交通，则借助于电子眼获取录制影像数据，可以减少利用该车牌扫描识别方法进行车辆定位追踪的成本。
61.示例性的，目标时间段可以为2020年8月21日早上9点至2020年8月23日晚上六点。
62.s120：获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码；
63.请参照图2，图2所示为本发明实施例提供的一种获取拍摄车牌号码的流程图。上述获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码的步骤包括：将任一第一图像帧输入至训练好的车辆检测网络模型中，得到该第一图像帧中的所有车辆图像。将任一车辆图像输入至训练好的车牌分割网络模型中，得到对应的车牌图像。对车牌图像进行处理，得到对应的拍摄车牌号码。
64.具体的，通过训练好的车辆检测网络模型对任一第一图像帧进行检测，得到该第一图像帧的所有车辆图像，然后通过训练好的车牌分割网络模型从任一车辆图像中分割出对应的车牌图像。当任一车辆图像分割车牌图像时，车牌图像部分为1，其他部分为0，从而得到车牌图像。最后对车牌图像进行多种处理，确定拍摄车牌号码中的各个字符，进而得到拍摄车牌号码。
65.s130：获取并基于目标车牌号码，对所有拍摄车牌号码进行比对，以确定包含目标
车牌号码的所有第二图像帧；
66.具体的，工作人员根据需要查找的目标车辆的车牌输入目标车牌号码。该方法将目标车牌号码与所有拍摄车牌号码进行比对，得到包含目标车牌号码的所有第一图像帧，并将包含目标车牌号码的第一图像帧视为第二图像帧。
67.s140：根据各个第二图像帧对应的位置信息和时间信息，生成目标车辆对应的行驶路线；
68.具体的，每个第二图像帧都包含有录制该第二图像帧的时间信息以及图像所示位置的位置信息，则根据所有第二图像帧的时间信息对所有第二帧图像进行排列后，根据所有第二图像帧的位置信息，得到与该目标车辆对应的行驶路线。
69.s150：根据行驶路线，将该目标车辆以图标形式展示于电子地图上。
70.上述实现过程中，该方法首先获取多个目标电子眼在目标时间段内包含车辆画面的录制影像数据。由于电子眼目前已经广泛应用于公路交通，则借助于电子眼获取录制影像数据，可以减少利用该车牌扫描识别方法进行车辆定位追踪的成本。然后获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码，并获取目标车牌号码，将目标车牌号码与所有拍摄车牌号码进行比对，得到包含目标车牌号码的所有第二图像帧。根据所有第二图像帧的时间信息对所有第二帧图像进行排列后，根据所有第二图像帧的位置信息，得到与该目标车辆对应的行驶路线。最后根据行驶路线，将该目标车辆以图标形式展示于电子地图上，以直观反映目标车辆的位置信息和行驶路线。从而实现了针对工作人员实际需求对道路上的车辆进行定位和追踪的目的。
71.在本实施例的一种实施方式中，该方法还包括：利用gps对目标车辆进行实时定位，得到目标车辆的实时位置。当派出工作车辆去追踪目标车辆时，利用gps对工作车辆进行实时定位，得到工作车辆的实时位置。将目标车辆的实时位置和工作车辆的实时位置传输至路网中心的控制服务器，并将目标车辆的实时位置和工作车辆的实时位置以不同图标的形式同步显示于电子地图上，从而方便工作人员直观看到两辆车的路线与相距距离。
72.请参照图3，图3所示为本发明实施例提供的一种处理车牌图像的流程图。在本实施例的一些实施方式中，上述对车牌图像进行处理，得到对应的拍摄车牌号码的步骤包括：
73.对车牌图像进行透视变换，以得到透视变换图；
74.对透视变换图依次进行灰度处理、平滑滤波处理，得到处理图像；
75.对处理图像进行二值化处理，得到二值图像；
76.对二值图像进行边缘检测，获取边缘的最小外接矩形；
77.利用最小外接矩形将二值图像中每个字符截取出来，并对每个字符进行模板匹配，以得到拍摄车牌号码。
78.具体的，通过对车牌图像进行透视变换得到透视变换图，透视变换图为车牌图像的俯视图，即将3d空间中的2d形状的车牌图像表现出3d的视觉效果。通过灰度处理、平滑滤波处理对透视变换图进行处理，以得到较为清晰的处理图像。对处理图像进行二值化处理，得到的二值图像更便于提取图像信息。将二值图像输入到函数cv2.findcontours()进行轮廓检测可以得到车牌图像的轮廓。上述函数cv2.findcontours()是用来查找车牌的轮廓，输入的图像为二值图像，返回结果为车牌图像中字符轮廓和每条轮廓对应的属性。将车牌图像的轮廓输入到函数cv2.minarearect()获取字符轮廓的边缘的最小外接矩形。上述
函数cv2.minarearect()是用来获取点集的最小外接矩形，由于上述函数cv2.findcontours()得到的车牌的轮廓为一个点集，则可求出车牌的轮廓的最小外接矩形。上述函数cv2.minarearect()的函数返回值rect包含最小外接矩形的中心点坐标、高度宽度以及倾斜角度等信息。将函数返回值rect输入至函数cv2.boxpoints()可获取上述最小外接矩形的四个顶点坐标。上述函数cv2.boxpoints()用于将函数cv2.minarearect()得到的中心点坐标、矩形高度宽度及倾斜角度等最小外接矩形参数，转换为最小外接矩形的四个定点，即可求出车牌轮廓的最小外接矩形的四个顶点。根据最小外接矩形的四个顶点坐标将二值图像中每个字符截取出来，并对每个字符进行模板匹配，从而得到拍摄车牌号码。
79.在本实施例的一些实施方式中，上述获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码的步骤之后，该方法还包括：
80.获取第一图像帧中任一拍摄车牌号码对应的车辆图像信息；
81.将任一拍摄车牌号码和对应的车辆图像信息输入至车牌数据库中进行匹配，以判断该拍摄车牌号码是否为异常车牌。
82.其中，上述车辆图像信息至少包括车型和车颜色。
83.具体的，车牌数据库中存储了所有真实车辆信息(包括车型、车颜色、真实车牌号码)。将任一拍摄车牌号码和对应的车辆图像信息输入至车牌数据库中进行匹配，以辨别拍摄车牌号码真伪以及判别是否为套牌车辆，进而判断出该拍摄车牌号码是否为异常车牌。
84.在本实施例的一些实施方式中，上述将任一第一图像帧输入至训练好的车辆检测网络模型中，得到该第一图像帧中的所有车辆图像的步骤之前，该方法还包括：
85.建立车辆检测初始模型；
86.获取多个第一样本，第一样本为人工标注的预先采集图像中的车辆；
87.利用多个第一样本训练车辆检测初始模型，以得到训练好的车辆检测网络模型。
88.具体的，预先收集高清摄像头采集的多个包含车辆的图像，并对预先收集的多个图像中的车辆进行人工标注，将人工标注的多个图像中的车辆作为第一样本。通过第一样本训练车辆检测初始模型，以生成训练好的车辆检测网络模型。通过上述训练好的车辆检测网络模型对任一第一图像帧进行检测，可以得到第一图像帧中的所有车辆图像。
89.在本实施例的一些实施方式中，上述将任一车辆图像输入至训练好的车牌分割网络模型中，得到对应的车牌图像的步骤之前，该方法还包括：
90.建立车牌检测初始模型；
91.获取多个第二样本，第二样本为人工标注的预先采集图像中的车牌；
92.利用多个第二样本训练车牌检测初始模型，得到训练好的车牌分割网络模型。
93.具体的，预先收集高清摄像头采集的多个车辆图像，并对多个车辆图像中的车牌进行人工标注，将人工标注的多个车辆图像中的车牌作为第二样本。通过第二样本训练车牌检测初始模型，以生成车牌分割网络模型。通过上述车牌分割网络模型对车辆图像进行处理，可以将车牌图像从车辆图像中截取出来。
94.请参照图4，图4所示为本发明实施例提供的一种利用电子眼的车牌扫描识别装置的结构框图。本技术实施例提供一种利用电子眼的车牌扫描识别装置，其包括：
95.录制影像数据获取模块110，用于获取多个目标电子眼在目标时间段内包含车辆
画面的录制影像数据，其中，录制影像数据包括多个第一图像帧；
96.拍摄车牌号码获取模块120，用于获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码；
97.号码比对模块130，用于获取并基于目标车牌号码，对所有拍摄车牌号码进行比对，以确定包含目标车牌号码的所有第二图像帧；
98.行驶路线生成模块140，用于根据各个第二图像帧对应的位置信息和时间信息，生成目标车辆对应的行驶路线；
99.图标展示模块150，用于根据行驶路线，将该目标车辆以图标形式展示于电子地图上。
100.上述实现过程中，该装置首先获取多个目标电子眼在目标时间段内包含车辆画面的录制影像数据。由于电子眼目前已经广泛应用于公路交通，则借助于电子眼获取录制影像数据，可以减少利用该车牌扫描识别方法进行车辆定位追踪的成本。然后获取任一第一图像帧中的所有拍摄车牌号码，并获取目标车牌号码，将目标车牌号码与所有拍摄车牌号码进行比对，得到包含目标车牌号码的所有第二图像帧。根据所有第二图像帧的时间信息对所有第二帧图像进行排列后，根据所有第二图像帧的位置信息，得到与该目标车辆对应的行驶路线。最后根据行驶路线，将该目标车辆以图标形式展示于电子地图上，以直观反映目标车辆的位置信息和行驶路线。从而实现了针对工作人员实际需求对道路上的车辆进行定位和追踪的目的。
101.请参照图5，图5为本技术实施例提供的电子设备的一种示意性结构框图。电子设备包括存储器101、处理器102和通信接口103，该存储器101、处理器102和通信接口103相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器101可用于存储软件程序及模块，如本技术实施例所提供的一种利用电子眼的车牌扫描识别装置对应的程序指令/模块，处理器102通过执行存储在存储器101内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口103可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
102.其中，存储器101可以是但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。
103.处理器102可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器102可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
104.可以理解，图5所示的结构仅为示意，电子设备还可包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。图5中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
105.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示
了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
106.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
107.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
108.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
109.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。