DE4401738A1 - Line scan camera system for road vehicle identification - Google Patents

Line scan camera system for road vehicle identification

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DE4401738A1
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Hartmut Dr Ing Hes
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10712Fixed beam scanning
    • G06K7/10722Photodetector array or CCD scanning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/60Type of objects
    • G06V20/62Text, e.g. of license plates, overlay texts or captions on TV images
    • G06V20/63Scene text, e.g. street names
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
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    • G06V20/60Type of objects
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    • G06V20/625License plates

Abstract

The system is used to monitor and read identification numbers on moving road vehicles. The camera monitors at an angle from above. The height of the obtained line is a function of the vehicle speed. A correction is made when the data is entered in memory. The analogue signals are evaluated to provide filtering and separation of the information component. It provides early identification of the information. Additional information of vehicle type, make and speed are also obtained.

Description

1. Beschreibung der Erfindung1. Description of the invention 1.1 Ausgangslage1.1 Starting point

Bekannt sind elektronische Bildverarbeitungssysteme bestehend aus Videokamera entsprechend einer Fernsehnorm (CCIR, RS-170), Bildwandler mit digitalem Speicher (Frame Grabber) und Rechner. Diese Einrichtung kann und wird auch zur Erkennung von Fahrzeugen anhand ihrer polizeilichen Kennzeichen (Nummernschilder) benutzt. Bei langsamen Bewegungen z. B. Parkhaussituation und Wiegevorgängen in Verbindung mit Be- und Endladung sind die Erfassungsbereiche für das Kennzeichen (KZ) eingeengt und die Zeitverhältnisse für die Kennzeichenerkennung unkritisch.Electronic image processing systems consisting of are known Video camera according to a television standard (CCIR, RS-170), Image converter with digital memory (frame grabber) and computer. This device can and will also be used to detect vehicles used on the basis of their police license plates (number plates). With slow movements z. B. Parking situation and Weighing processes in connection with loading and unloading are the Detection areas for the license plate (KZ) narrowed and the Time ratios for license plate recognition are not critical.

Soll ein derartiges System zur Erfassung von KZ im fließenden Verkehr eingesetzt werden (z. B. durch die Positionierung der Kamera derart, daß der abfließende Verkehr betrachtet wird) dann wird aufgrund der festgelegten Bildformate solcher "Matrix"kameras einerseits und der Geometrie von Fahrbahnbreite und Kennzeichen­ größe andererseits das zu erkennende Kennzeichen einen sehr geringen Anteil des Bildes im Bildspeicher einnehmen (<1%).Should such a system for the detection of concentration camps in the flowing Traffic can be used (e.g. by positioning the Camera in such a way that the outgoing traffic is observed) then is based on the specified image formats of such "matrix" cameras on the one hand and the geometry of the lane width and number plate size, on the other hand, the license plate to be recognized a very take up a small proportion of the image in the image memory (<1%).

Die im fließenden Verkehr auftretenden sehr kurzen Verarbeitungszeiten (entsprechend einem Mindestabstand bei Maximalgeschwindigkeit zweier aufeinander folgender Fahrzeuge) erfordern schnelle Rechner (z. B. Parallelarchitekturen), um das Kennzeichen innerhalb des Bildes zunächst einmal zu finden.The very short ones that occur in flowing traffic Processing times (corresponding to a minimum distance at Maximum speed of two consecutive vehicles) require fast computers (e.g. parallel architectures) to do this First of all to find the license plate within the picture.

1.2. Verbesserungen1.2. Improvements

Wegen der Eigenbewegung der Fahrzeuge kann anstelle des Matrixsensors (CCD) ein Zeilensensor eingesetzt werden. Dieser ermöglicht ein Vielfaches der horizontalen Auflösung (Anzahl der Pixel im Verhältnis 2 bis 10). Dadurch kann entweder ein breiterer Raum überwacht werden und/oder das Kennzeichen mit größerer Auflösung dargestellt werden.Because of the vehicle's own movement, instead of Matrix sensor (CCD) a line sensor can be used. This enables a multiple of the horizontal resolution (number of Pixels in the ratio 2 to 10). This can either make a wider one Space to be monitored and / or the license plate with larger Resolution can be displayed.

Zur bildlichen Darstellung muß durch Takten des Zeilensensors die analoge Videoinformation nach einer Digitalisierung in einem Bildspeicher zeilenweise zusammengesetzt werden. Die Breite des KZ im Bildspeicher wird durch die Optik und die Geometrie des Zeilensensors (Abmessungen und Pixelanzahl) festgelegt. Die Höhe des Kennzeichens (Schrifthöhe) wird in der Abbildung im Bildspeicher reziprok zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs dargestellt. Wird bei einer maximalen Geschwindigkeit das Kennzeichen im Bildspeicher unverzerrt dargestellt, dann kann eine Korrektur der Höhe bei niedrigeren Geschwindigkeiten "vor der Abspeicherung" durch dynamisches Anpassen der Zeilenwiederhohlfrequenz bzw. durch Auslassen von Zeilen entsprechend einer Geschwindigkeitsinformation erfolgen. "Nach der Abspeicherung" ist eine Korrektur der Schrifthöhe (Skalierung) durch das Programm im Rahmen der Schrifterkennung möglich. For visual representation, the analog video information after digitization in one Image memory can be put together line by line. The width of the concentration camp in the image memory is due to the optics and the geometry of the Line sensor (dimensions and number of pixels) set. The height of the label (font height) is shown in the illustration in Image memory reciprocal to the speed of the vehicle shown. Will at maximum speed License plate displayed in the image memory undistorted, then one Correction of altitude at lower speeds "before Storage "by dynamically adapting the Line repetition frequency or by omitting lines according to a speed information. "After Saving "is a correction of the font height (scaling) possible through the program as part of the font recognition.  

Zur weiteren entscheidenden Verbesserung gehört die Früherkennung des KZ (z. B. anhand seines charakteristischen Videospektrums). Dies ermöglicht in Echtzeit die Ausfilterung und Abspeicherung des Kennzeichenanteils aus der Zeileninformation. Bei einem derart formatfüllend abgespeicherten Kennzeichens im Bildspeicher entfällt damit gegenüber der Lösung mit Matrixsensor die Suchzeit.Early detection is another key improvement of the concentration camp (e.g. based on its characteristic video spectrum). This enables the filtering and storage of the Number of license plates from the line information. With such a License plate stored in full format in the image memory Compared to the solution with a matrix sensor, the search time is no longer required.

Deutlichere Abbildung und längere Verarbeitungszeit ermöglichen den Einsatz einfacherer Rechner (z. B. auf der Basis eines PC), die dann innerhalb des Kameragehäuses die Schrifterkennung vornehmen und die Zeichen des Kennzeichens im ASCII-Code und andere Informationen zur weiteren Verarbeitung ausgeben.Enable clearer imaging and longer processing times the use of simpler computers (e.g. based on a PC), the then carry out the character recognition within the camera housing and the characters of the license plate in ASCII code and others Output information for further processing.

Claims (18)

1. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß Zeilensensoren mit höherer Auflösung anstelle von Matrixsensoren eingesetzt werden.1. A system as described above, characterized in that line sensors with higher resolution are used instead of matrix sensors. 2. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Früherkennung des Kennzeichens zur formatfüllenden Abspeicherung im Bildspeicher benutzt wird.2. A system as described above, characterized in that a Early identification of the license plate for format-filling storage is used in the image memory. 3. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Früherkennung das Videospektrum im Analogbereich auswertet.3. A system as described above, characterized in that the Early detection evaluates the video spectrum in the analog range. 4. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalisierung auf der Basis einer dynamischen Schwelle entsprechend dem Mittelwert der Einhüllenden der "hellen" und "dunklen" Signalanteil im Kennzeichenbereich und auch außerhalb erfolgt.4. A system as described above, characterized in that the Digitization based on a dynamic threshold corresponding to the mean of the envelopes of the "bright" and "Dark" signal component in the license plate area and also outside he follows. 5. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Früherkennung im digitalen Signalbereich erfolgt.5. A system as described above, characterized in that the Early detection takes place in the digital signal range. 6. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß zur Früherkennung Korrelationsverfahren aufeinanderfolgender Zeilen zum Einsatz kommen.6. A system as described above, characterized in that for Early detection of correlation methods for successive lines are used. 7. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen "blinden Bereichen" (Fahrbahn) und aktiven Bereichen (sichtbares Fahrzeug) unterschieden wird und damit die Fahrzeugbreite und relative Lage auf der Fahrbahn auswertbar wird. 7. A system as described above, characterized in that between "blind areas" (lane) and active areas (visible vehicle) is differentiated and thus the Vehicle width and relative position on the road can be evaluated.   8. Ein System, wie oben beschrieben, und in Anspruch 7 angedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß die geschwindigkeitsbezogene Länge des Fahrzeugs bzw. seine Verweildauer im Sichtfeld des Sensors ausgewertet wird.8. A system as described above and indicated in claim 7 characterized in that the speed-related length of the Vehicle or its length of stay in the field of view of the sensor is evaluated. 9. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Informationen gemäß Anspruch 7 und Anspruch 8 Verbesserungen zur Früherkennung gewonnen werden.9. A system as described above, characterized in that with the information according to claim 7 and claim 8 improvements can be obtained for early detection. 10. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem zum Zeilensensor nach Anspruch 1 in der Bildebene senkrecht oder schräg (diagonal) angeordneten zweiten Zeilensensor die für die Abspeicherung erforderliche Geschwindigkeitsinformation gewonnen wird.10. A system as described above, characterized in that with a perpendicular to the line sensor according to claim 1 in the image plane or diagonally arranged second line sensor for the speed information required for storage is won. 11. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die (externe oder interne) Geschwindigkeitsinformation zur Speichergrößenoptimierung (Zeilenanpassung) benutzt wird.11. A system as described above, characterized in that the (external or internal) speed information for Memory size optimization (line adjustment) is used. 12. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination von Zeilensensor, Früherkennungslogik, Bildspeicher und Rechner zur Schrifterkennung gehäusemäßig zusammengefaßt wird.12. A system as described above, characterized in that the Combination of line sensor, early detection logic, image memory and computer for font recognition is housed together. 13. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerinformation für eine eventuell erforderliche Zusatzbeleuchtung im sichtbaren oder unsichtbaren Lichtspektrum bereitgestellt wird.13. A system as described above, characterized in that the Tax information for a possibly required Additional lighting in the visible or invisible light spectrum provided. 14. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Zusatzeinrichtung zumindest für drei Pixel mit entsprechenden Farbfiltern (z. B. RGB) eine Farbinformation des Fahrzeugs gewonnen wird. 14. A system as described above, characterized in that with an additional device for at least three pixels corresponding color filters (e.g. RGB) provides color information from the Vehicle is won.   15. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzinformationen wie Breite, Geschwindigkeit, Länge, Farbe des Fahrzeugs ergänzend zum Kennzeichen, Zeit und Sensor(ort) am Ausgang datenmäßig bereitgestellt werden.15. A system as described above, characterized in that Additional information such as width, speed, length, color of the Vehicle in addition to the license plate, time and sensor (location) on Output are provided in terms of data. 16. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Daten eines in Fahrtrichtung früher liegenden identischen Zeilensensorsystems (KZ-Vorankündigung) die Lesbarkeit und Erkennungswahrscheinlichkeit bei der Zeichenerkennung verbessert wird.16. A system as described above, characterized in that with the data of an identical one earlier in the direction of travel Line sensor system (concentration camp advance notice) the readability and Recognition probability for character recognition improved becomes. 17. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß bei breiteren Fahrbahnen die Verarbeitung von mehrere Kennzeichen gleichzeitig oder kurz nacheinander durch je einen Bildspeicher und entsprechende Früherkennungslogik ermöglicht wird.17. A system as described above, characterized in that at wider lanes processing multiple license plates simultaneously or in quick succession through an image memory and appropriate early detection logic is made possible. 18. Ein System, wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Zusatzspeicher (vergl. Anspruch 17) eingesetzt wird, um durch abwechselndes Benutzen der Speicher bei Spitzen im Verkehr die Verarbeitungszeit für die Erkennung ausreichend verlängern zu können.18. A system as described above, characterized in that at least one additional memory (see claim 17) is used, to by using the memory alternately at peaks in the Traffic processing time sufficient for detection to be able to extend.
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