KR100703956B1 - 차량의 번호판 인식 시스템 및 이를 처리하는 방법 - Google Patents

Abstract

차량의 번호판 인식 시스템 및 이를 운용하는 방법이 제공된다. 이동 가능하고, 설치 및 해체가 용이한 영상 입력 수단을 구비하고, 영상 입력 수단으로부터 취득되는 영상 데이터를 분석하여 번호판 영역을 추출한다. 또한, 추출된 번호판 영역은 칼라의 변화 또는 윤곽에 대한 반전 기법 등을 이용하여 번호판 영역과 문자 영역으로 추출되고, 유효성 여부를 판정한다. 상기 영상 입력 수단으로부터 취득된 연속된 이미지를 분석 차량번호판의 위치 및 크기 정보를 얻어 차량의 진행방향과 진입 속도를 예측하고 진입 종료시점을 추정하여 한 사이클을 구성하게 되며 사이클 내 최적 영상이미지로부터 인식작업이 이루어진다. 따라서, 설치가 간편하고 이동이 용이하며 인식율을 극대화하였다. 본 발명은 차량 출입통제 외 보안, 단속, 검문,검색 등 다양한 분야에 차량번호판 인식이 적용 가능하게 하였다.

영상 입력부, 영상 처리부, 번호판 추출부, 유효 번호판 판정부, 영상 인식부, 번호판 위치 추적부, 유효 번호판 정렬부, 번호판 인식부

Description

차량의 번호판 인식 시스템 및 이를 처리하는 방법{Vehicle Identification System and Method of Processing the same}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 번호판 인식 시스템을 도시한 블록도.

도 2a 및 도 2b는 상기 도 1의 번호판 추출부 및 유효 번호판 판정부의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 번호판 추출부 및 유효 번호판 판정부에 의해 처리되는 영상을 도시한 도면.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 번호판 추적 및 번호판 상태에 따른 정렬이 처리되는 영상을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 영상 입력부 200 : 영상 처리부

210 : 번호판 추출부 220 : 유효 번호판 판정부

300 : 영상 인식부 310 : 번호판 위치 추적부

320 : 유효 번호판 정렬부 330 : 번호판 인식부

본 발명은 차량의 번호판 인식 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속된 영상 데이터를 이용하여 유효한 차량 번호판을 추출하고, 이를 유효 번호판으로 인식하는 번호판 인식 시스템에 관한 것이다.

차량의 번호를 인식하는 종래의 시스템은 차량진입 시 센서로부터 감지된 신호에 의해 디지털 카메라를 이용한 순간 촬영방식과 CCTV에서 촬영되는 동영상으로부터 취득된 영상 이미지를 입력으로 사용하였다.

이들은 특정위치에 카메라를 고정시키고 차량진입 통로에 감지 센서를 설치하여 차량 진입을 인지 하므로 차량 밀림이나 진입속도 햇빛 등으로 진입시점 시 번호판 분실 및 이미지 손상 현상이 나타날 수 있으며 차량진입로가 분명히 구분된 장소에만 설치가 가능하였다.

종래의 차량 번호판의 영상을 추출하는 장치는 대한민국 특허출원 제2001-28018호에 개시된다. 상기 특허출원은 번호판 영상을 추출하기 위해 색 좌표로 변환하고, 차량 번호의 위치를 검출하기 위해 기준 색 데이터를 구비한다. 또한, 검출된 영상 데이터를 2차원 평면에 투영하는 것으로 차량의 이동이나 진행 방향을 감지하지 못한다는 단점을 가진다.

또한, 대한 민국 특허출원 제 2003-97042호에는 컬러 영상 처리를 이용하여 차량 번호판을 인식하는 장치가 개시된다. 상기 장치는 차량의 문자를 인식하기 위 해 템플릿 기반 상관성을 이용하는 것을 특징으로 한다. 이 또한, 주차 관리 시스템에 제한적으로 사용되는 기술임을 알 수 있다. 또한, 인식되는 데이터의 유효성 여부를 검사하여 유효한 데이터를 추출하는 동작을 수행되지 않는다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 이동 및 설치가 용이하며, 모든 영상데이타를 입력소스(이하 대표적 영상 입력장치인 CCTV로 표기함)로 사용할 수 있으며, 차량의 번호판의 추출 및 인식을 효과적으로 수행할 수 있는 차량의 번호판 인식 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적을 달성하기 위해 구비되는 차량의 번호판 인식 시스템의 운용 방법을 제공하는 데 있다.

상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 번호판을 동영상 소스로부터 연속된 이미지 데이터를 생성하기 위한 영상 입력부; 상기 영상 입력부로부터 상기 차량의 번호판에 대한 영상 데이터를 근거로 번호판 데이터를 추출하고, 유효한 번호판인지를 판정하기 위한 영상 처리부; 및 상기 영상 처리부로부터 추출된 유효 번호판에 대한 정보를 근거로 번호판의 위치를 추적하고, 차량 진입 종료시점 판정하고 최적이미지를 선택하여 인식하는 영상 인식부를 포함하는 차량의 번호판 인식 시스템을 제공한다.

또한, 상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동 가능한 영상 입력부에 의해 차량의 번호판을 촬영하는 단계; 촬영된 차량의 번호판 영상을 근거로 유효 번호판 데이터를 선택하고, 상기 번호판이 유효한 데이터인지를 판정하는 단계; 및 상기 유효한 번호판 데이터의 위치를 추적하고, 진입 종료 시점을 판정하는 단계를 포함하는 차량의 번호판 인식 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 번호판 인식 시스템을 도시한 블록도 이다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 번호판 인식 시스템은 영상 입력부(100), 영상 처리부(200) 및 영상 인식부(300)를 가진다.

상기 영상 입력부(100)는 소정의 위치에 배치되고, 이동 중인 차량의 번호판에 관한 영상을 촬영하고, 이를 출력한다. 이동 중인 차량의 번호판을 촬영하기 위해 상기 영상 입력부(100)는 CCTV 카메라 또는 웹 카메라를 구비한다. 바람직하게는 칼라 영상을 구현하고 정밀한 이미지를 취득하기에 용이한 CCTV 카메라를 상기 영상 입력부(100)에 구비한다. CCTV 카메라를 사용하는 경우, 영상 입력부(100)는 초당 30 프레임의 영상을 취득할 수 있으며, 동시에 4개의 카메라를 이용할 수 있다.

또한, 상기 영상 입력부(100)는 고정된 위치에 설치될 수 있으며, 필요에 따라서는 용이하게 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 야외나 도로변에 용이 하게 설치될 수도 있다.

상기 영상 입력부(100)가 동영상을 촬영하는 경우, 다수의 이미지가 상기 영상 처리부(200)로 입력된다.

상기 영상 처리부(200)는 번호판 추출부(210) 및 유효 번호판 판정부(220)를 가진다.

상기 영상 처리부(200)로 입력된 다수의 영상 데이터들은 이미지 프로세싱 을 통해 번호판 영역과 상기 번호판 영역에 구비된 문자 영역으로 추출된다. 또한, 번호판 영역 및 문자 영역을 근거로 입력된 영상 신호가 유효한 번호판인지 여부를 판정 받게 된다.

상기 번호판 추출부(210)는 연속하는 영상 데이터로부터 유효한 데이터를 선택하고 차량의 번호판과 가장 유사한 유효 번호판 영역을 선택한다.

또한, 상기 유효 번호판 판정부(220)는 번호판 추출부(210)에 의해 선택된 유효 번호판 영역을 분석하여 번호판 영역 및 문자 영역으로 구분하고, 이를 분석하여 유효한 번호판인지의 여부를 판정한다.

도 2a 및 도 2b는 상기 도 1의 번호판 추출부 및 유효 번호판 판정부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 먼저, 영상 입력부(100)로부터 수신된 영상 데이터들은 번호판 추출부(210)로 입력된다(S10). 번호판 추출부(210)는 연속되는 2개의 영상 데이터들을 분석한다. 즉, 이전 영상 데이터와 현재 영상 데이터 사이의 위치 및 칼라의 차이를 비교 및 분석한다.

예컨대, 이전 영상 데이터에서의 가로 방향의 레드, 그린, 블루 값의 변화가 특정 값 이상으로 차이가 나는 프레임 내의 위치를 분석한다. 계속해서, 현재 영상 데이터에서 이전 영상 데이터의 특정의 위치와 동일한 위치에서의 레드, 그린, 블루 값의 변화를 분석한다(S20).

이어서, 2개의 영상 데이터를 결합하여 무효한 데이터를 제거한다(S30). 즉, 2개의 영상 데이터에서 동일 위치에서 레드, 그린, 블루 값의 상호 연관성이 발견되지아니하거나, 칼라 신호의 차이가 현저하게 큰 경우, 이를 무효한 데이터로 판단하고 해당하는 데이터를 제거한다.

계속해서, 가장 유효한 번호판 데이터를 선택한다(S40, S100). 이는 번호판과 가장 유사한 요소를 가지는 영역을 추출하는 작업이다. 통상 번호판은 크기와 모양에서 일정하며, 배경이 되는 차량의 색과 구분되는 특성을 가지므로, 이미지의 유사성에 대한 추론 및 칼라의 변화 등을 이용하여 번호판 영역을 선택한다.

선택된 번호판 데이터는 번호판 영역 및 문자 영역으로 추출된다(S110). 선택된 번호판 영역은 음각과 양각으로 나누며, 음각인 경우 RGB를 반전하여 양각화 하여 처리한다. 따라서 높은 RGB값이 문자 영역이 되며 보다 낮은 값은 바탕을 이루게 된다.

또한, 유효번호판 판정부(220)에서는 문자 영역에서의 문자의 배열, 기울기 또는 크기 등으로 입력되는 번호판 데이터가 유효한 번호판인지를 판정한다(S120). 이때, 번호판의 색상 및 번호판의 종류 등도 구분된다. 유효한 번호판으로 판정되는 경우, 이 획득된 유효한 번호판 데이터는 저장되어 차량진입 종료 시점 판정에 이용된다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 번호판 추출부 및 유효 번호판 판정부에 의해 처리되는 영상을 도시한 도면들이다.

도 3a에서 연속하는 2개의 영상 데이터는 번호판 추출부로 입력된다. 입력된 2개의 영상 데이터를 근거로 상기 도 2a의 단계 S40에 설명된 바와 같이 도 3b에 도시된 유효 번호판 데이터가 추출된다.

또한, 유효 번호판 판정부에 의해 도 3c에 도시된 바와 같이 유효 번호판으로 판정된다.

또한, 본 발명에 따른 번호판 인식 시스템의 영상 인식부(300)는 번호판 추적부(310), 번호판 정렬부(320), 번호판 인식부(330)로 구성된다.

번호판 추적부(310)는 차량의 진행 방향을 추정하며, 차량의 진행 속도를 추정할 수 있다.

먼저, 카메라 등으로부터 수신되는 영상 신호로부터 번호판의 중심점을 설정하고, 설정된 번호판의 중심점이 이동하는 궤적을 분석한다. 따라서, 번호판 중심점이 이동하는 방향으로 차량이 이동함을 알 수 있다.

또한, 번호판의 크기변화율을 분석하여 차량의 속도를 추정할 수 있다.

다만, 본 발명에 따른 차량진입속도는 시속 30KM 이하임이 바람직하다. 또한, 차량이 진입하는 과정에서 다른 물체의 방해 등으로 인해 번호판이 카메라에 충분히 노출되지 않거나 일시적으로 노출이 차단되는 경우, 차량 번호판의 진행 방향 및 진행 속도에 대한 판단의 종료시점을 결정하여야 한다.

이때 번호판의 최근 위치와 진행방향 및 크기의 변화를 이용하여 종료 시점 을 판단한다.

차량 번호판 등은 영상 입력부(100)에 의해 영상 데이터로 캡쳐 된다. 이어서, 영상 처리부(200)에 의해 유효한 번호판 데이터인지의 여부를 판정 받는다. 만일 유효한 번호판 데이터로 판정되는 경우, 무효 번호판 정보는 0으로 리셋 되며, 번호판 데이터에 대한 진행 방향 및 진행 속도는 추적되고 분석된다.

만일 캡쳐 된 영상 데이터가 유효하지 않은 것으로 판정되는 경우, 무효 번호판 정보는 누적적으로 가산되며, 이러한 무효 번호판 정보가 소정의 기준값 을 상회하는 경우, 이미지 캡쳐 및 영상 데이터의 유효성 판정은 강제로 중지된다. 바람직하게는 유효성 판정을 강제로 중지하는 소정의 기준값 은 속도 및 진행방향을 근거로 산출한다.

번호판 추적부(310)는 유효 판정된 번호판의 정보를 이용 번호판의 진행방향을 추적하고 번호판 진입종료 시점 추정 및 판정을 한다(도 4a).

또한, 번호판 정렬부(320)는 유효한 번호판 데이터를 분석하여 하나의 번호판 데이터로부터 다수개의 정보로 분할하고, 이를 데이터베이스화한다. 즉, 번호판 개별정보에는 번호판의 바탕색, 종류, 문자 크기, 진행 방향 등이 저장된다.

또한, 다수의 번호판 데이터들은 번호판의 진행 방향에 따라서 정렬될 수 있으며, 정확도 에 따라 정렬될 수도 있다(도 4b).

번호판 인식부(330)은 번호판의 이미지 크기, 상태에 따라 정렬된 순으로 인식 작업을 하며 정상 인식일 때 인식을 종료한다.

본 발명은 30 Km/h 이하의 차량진입 속도에서 0.03초 이내 인식이 가능하고, 97%이상 인식율을 유지할 수 있다.

상술한, 차량의 번호판 인식 시스템은 주차 관리에 사용되는 용도의 한정에 국한되지 않고, 이동식 카메라를 이용하여 도난 차량의 자동 검색, 수배 차량의 자동 검색 및 차적 조회 등을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 번호판 인식 시스템은 4개의 채널을 구비하여, 동시에 4개의 카메라를 하나의 시스템에서 운용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 별도의 모듈로 차량번호 추출 및 차량번호 인식을 수행한다. 또한, 이동성이 있고, 동시에 4개의 영상 입력 수단을 사용할 수 있다. 따라서, 주차 관리 등에만 국한된 용도로 사용되지 않고, 도난 차량의 조회 또는 수배 차량의 조회 등에도 널리 사용될 수 있다. 또한, 4개의 카메라를 동시에 사용할 수 있으므로, 저렴한 비용으로 동시에 다수의 위치에서 차량의 번호판을 인식하고, 필요한 동작을 수행할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당 업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 이동 및 설치가 용이한 CCTV 또는 웹 카메라, 임의의 동영상 소스로부터 연속된 이미지를 획득하기 위한 영상 입력부;

   상기 다수의 영상 데이터로부터 유효한 번호판 데이터를 선택하기 위한 번호판 추출부;

   상기 선택된 유효한 번호판 데이터로부터 번호판 영역 및 문자 영역을 추출하고, 유효 번호판을 판정하기 위한 유효번호판 판정부;

   상기 유효번호판 판정부에 의해 유효 판정된 번호판의 정보를 이용하여 번호판의 진행방향을 추적하고, 상기 유효 판정된 번호판의 최근 위치와 진행방향 및 크기의 변화를 이용하여 종료시점을 판단하는 번호판 추적부;

   상기 번호판 추적부의 차량진입 종료 시점 판정에 의해 구성된 차량번호판 정보을 이용한 최적 상태를 산출하여 정렬하는 번호판 정렬부; 및

   상기 정렬부에서 정렬된 번호판 정보에서 최적의 번호판 상태 순으로 번호판을 인식 하는 번호판 인식부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 번호판 인식 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 번호판 추적부에 의해 위치가 추적되는 차량의 속도는 시속 30KM 이하이며, 상기 번호판의 이동 방향에 의해 차량의 진행 방향이 예측되며, 상기 번호판의 크기의 변화에 의해 차량의 속도가 예측되는 것을 특징으로 하는 차량의 번호판 인식 시스템.
3. 이동 가능한 영상 입력부에 의해 차량의 번호판을 촬영하는 단계;

   촬영된 차량의 번호판 영상을 근거로 유효 번호판 데이터를 선택하고, 상기 번호판이 유효한 데이터인지를 판정하는 단계; 및

   상기 유효한 번호판 데이터의 위치를 추적하고, 진입 종료 시점을 판정하는 단계;를 포함하고,

   상기 번호판이 유효한 데이터인지를 판정하는 단계는,

   연속하는 2개의 영상 데이터를 입력 받는 단계;

   각각의 영상 데이터의 가로 방향의 레드, 그린, 블루 영상의 편차를 분석하는 단계;

   분석된 편차 데이터를 결합하고, 무효한 데이터를 제거하는 단계;

   무효 데이터가 제거된 영상 데이터로부터 유효한 번호판 데이터를 선택하는 단계;

   상기 유효한 번호판 데이터로부터 번호판 영역 및 문자 영역을 추출하는 단계; 및

   상기 번호판 영역 및 상기 문자 영역을 근거로 유효 번호판을 판정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 번호판 인식 방법.

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