窄帶濾光片在車牌識(shí)別中的應(yīng)用

　　窄帶濾光片在車牌識(shí)別中的應(yīng)用

　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路、城市道路和停車場(chǎng)在不斷增多，對(duì)交通控制和安全管理提出愈來愈高的要求。智能交通系統(tǒng)(ITS)已經(jīng)成為當(dāng)前交通管理發(fā)展的主要方向，而車牌識(shí)別技術(shù)作為智能交通系統(tǒng)的核心，起著舉足輕重的作用。由于車牌本身的狀況比較復(fù)雜，有形狀相似的，有不同背景的，也有破損字跡不清晰的，再加上車牌是運(yùn)動(dòng)的，而且基本上是在露天情況下拍攝的，所以獲取高分辨率低噪聲的原始圖像就顯得格外重要，它對(duì)后續(xù)的車牌字符提取和識(shí)別起著決定性的作用。通常，在車牌識(shí)別的場(chǎng)合中，環(huán)境光源是非常復(fù)雜的，它極大地影響到車牌的清晰成像，而窄帶濾光片作為隔離外部干擾光的部件，其重要性是不言而喻的，其性能的選擇也是非常關(guān)鍵的。

　　濾光片一般安裝在攝像機(jī)鏡頭的前方，或者安裝在攝像機(jī)內(nèi)部的CCD傳感器前方。攝像機(jī)安裝的位置與車牌之間都有一定的角度，通常是小于20°。由于需要照明的范圍比較大，一般把照明系統(tǒng)獨(dú)立出來。

　　拍攝車牌時(shí)的干擾光特點(diǎn)

　　拍攝車牌時(shí)的干擾光主要有太陽光，包括直射的和漫反射或散射的太陽光，還有汽車燈前照燈，主要是鹵素?zé)?、氙燈和LED燈，另外還有一些路況照明的燈，如高壓鈉燈或者白熾燈等等。干擾光光源復(fù)雜，涉及的波長(zhǎng)范圍寬，其跨度甚至超過400~1100nm的CCD光譜響應(yīng)范圍，而且干擾強(qiáng)度大，所以在車牌拍攝時(shí)，干擾光的去除并非易事。

　　窄帶濾光片的選擇

　　在處理車牌圖像時(shí)，一般是將圖像轉(zhuǎn)換為帶灰度的黑白圖像。拍攝時(shí)采用的光源可以是可見光光源，也可以是近紅外光源，目前采用近紅外的光源波長(zhǎng)以850nm和940nm的居多，因?yàn)檫@是不可見光，在拍攝時(shí)可以避免使駕駛員感到刺眼。

　　選擇濾光片時(shí)要考慮以下幾點(diǎn)：

　　根據(jù)采用的拍攝光源確定窄帶濾光片的通帶范圍

　　濾光片的截止范圍都要涵蓋硅襯底的CCD攝像頭的光譜響應(yīng)范圍(400~1100nm)

　　考慮到干擾光的信號(hào)比較強(qiáng)，窄帶濾光片的截止深度選擇T<0.1%比較適合

　　窄帶濾光片的帶寬在20~30nm為宜

　　濾光片的峰值透過率要高一點(diǎn)為好，一般要求>80%

　　此外，在選擇濾光片時(shí)還有幾點(diǎn)情況需要額外注意：

　　1)在車牌拍攝時(shí)，會(huì)碰到車牌的字符和底色分不開的情況，這是由于對(duì)拍攝時(shí)采用的波長(zhǎng)，字符和背景對(duì)這種波長(zhǎng)的反射率不相上下的原因所致，比如有些車牌的底色是白的，字是紅的，如果用850nm的光源去拍攝，發(fā)現(xiàn)字和背景的對(duì)比度很不明顯。這時(shí)，要選用不同波長(zhǎng)的濾光片來解決，或者對(duì)通用型的窄帶濾光片加以局部波長(zhǎng)的修正。具體的濾光片選擇或修正方案要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況而定。

　　2)由于車牌識(shí)別裝置所處的環(huán)境比較復(fù)雜，有晴天雨天霧天雪天等，因此對(duì)窄帶濾光片的環(huán)境穩(wěn)定性有較高的要求。所以在制作濾光片時(shí)采用的基底及膜層選用的材料要有較好的防潮特點(diǎn)。采用顏色玻璃作基底時(shí)，不要讓顏色玻璃的表面直接裸露在外面，需在其表面鍍制防止發(fā)霉的硬膜。

　　3)由于在拍攝車牌時(shí)都有一定的角度，通常是小于20°，所以在選擇中心波長(zhǎng)和制作濾光片時(shí)需要明確知道使用的角度，并作相應(yīng)的中心波長(zhǎng)修正，以提高窄帶濾光片對(duì)信號(hào)光的利用率。

　　4)如果需要拍攝大角度的視野，窄帶濾光片需要放置在離CCD或CMOS近的地方，也就是需要內(nèi)置在攝像頭內(nèi)部。如果直接把濾光片放置在攝像頭鏡頭的前方，拍攝的角度一般在20°以內(nèi)。

　　5)即使不需要拍大角度的視野，如果要提高抗干擾的能力，也建議把濾光片放置在攝像頭內(nèi)，緊靠CCD或CMOS前方，這樣有利于減少大角度視野中的干擾光。

　　6)如果攝像系統(tǒng)是安裝在車的前方隨車運(yùn)動(dòng)的，需要考慮濾光片的安裝方法，直接安裝在攝像頭鏡頭前方的方案不宜采用，也需要將濾光片內(nèi)置在攝像頭內(nèi)。

　　根據(jù)前面的描述，傳統(tǒng)的吸收可見光透射紅外光的紅外吸收玻璃在車牌識(shí)別中不能單獨(dú)使用，一方面因?yàn)榧t外玻璃無法隔離環(huán)境中鹵素?zé)?、氙燈或者白熾燈等光源的紅外部分干擾；另一方面紅外玻璃的表面不耐潮氣侵蝕，表面非常容易發(fā)霉，在室外條件下其使用壽命不高。全介質(zhì)鍍膜窄帶濾光片能很好的滿足車牌識(shí)別濾光片的光學(xué)性能要求；此外，由于它不采用吸收玻璃做基底而具有環(huán)境穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)它的厚度還比較薄，既能用在攝像機(jī)的外面，又可內(nèi)置于攝像機(jī)的CCD傳感器前方，因此具有更大的使用范圍。