顺逆光环境如何提升车牌识别准确率

  车牌识别技术在国内应用已超过20年。随着算法的持续完善、算力的不断增强、传感器像素大幅提高、不同行业应用的迅速普及，当前车牌识别准确率在理想环境下已经可以达到99.9%以上。但在实际应用中一直存在一个令用户困扰的难题，这就是晴朗天气下会产生顺光和逆光现象，导致车牌识别准确率大大降低甚至无法识别。

        机动车的车牌能够被自动识别的前提是在图像中要有比较清晰的车牌，算法能提取足够的特征点定位到车牌进而识别车牌上的号码。顺光、逆光直接作用的结果是导致图像中车牌过亮或过暗，车牌在图像中失去明显特征，算法难以定位，最终无法识别。顺、逆光的产生与季节、气候以及周围的环境相关联，具有很强的不确定性，目前无法通过完善算法或者提升摄像机性能解决，只能从应用层面加以避免或者改善。接下来本文将针对逆光和顺光的情况分别分析导致问题的原因，进一步探讨改善识别效果的方法，希望能帮助用户最大限度地提升车牌识别准确率。

        先探讨逆光的问题。一般产生逆光的情况有两种，一种是阳光从摄像机前方直接照射到镜头，在太阳东升或者西落的过程中发生；另一种是地面发白反光，夏天阳光强烈时就会产生逆光现象。车牌识别摄像机通过计算图像平均亮度来增加或减小曝光时间，进而将图像平均亮度调整到合适值。逆光情况下，背景光太强，车辆经过摄像机视野，会出现车辆前脸发暗车牌难以辨识的问题。虽然现在的车牌识别摄像机有局部测光的功能，但是由于传感器像素太高，摄像机从计算到调整再到起作用需要一个过程，对于拍摄静止物体效果明显，但对于运动的车辆可能来不及调整到位车牌就已离开视野，从而无法识别到车牌。

         针对逆光问题可以从两个方面采取措施：

         1、加装长檐遮阳罩，避免阳光直接照射摄像机镜头。遮阳罩一方面会减弱逆光的影响，另外也避免了阳光直接照射镜头导致的摄像机SENSOR老化；

         2、提高摄像机最小曝光时间设定值，也就是限制摄像机的调光范围。在强逆光环境下避免摄像机过度降低图像亮度，使得车辆通过视野时车牌在图像中不会太暗，达到可以被识别的效果。具体的曝光时间设定值应咨询产品厂家并根据经验来确定，达到既能适应逆光又不会影响正常的车牌识别效果。

         采用了以上两种措施后，逆光问题一般都可以得到解决，都会达到令人满意的车牌识别效果。

   再谈顺光的问题。产生顺光的情况只有一种，就是太阳直接从摄像机的后方照射，导致车牌在图像中过亮、字符笔划变粗，甚至整个车牌发生镜面反光无法看清字符。导致顺光问题的主要原因是车牌漆的材质，我国车牌采用的是反光漆，里面含有反光微粒，这种材质会减弱漫反射增强全反射，全反射的效果就是将入射光按照原光线的反方向反射回去。比如，公路上的标识牌也喷涂了反光漆，我们在夜间开车时会觉得前方的标识牌非常醒目，而其它非反光漆的物体确看不清楚。因此当阳光从摄像机后面照射时，车牌直接将阳光全反射到相机镜头，车牌就会过亮、失去字符特征，当然也就不能被识别。顺光影响具有时效性，只有在太阳东升或西落过程中与摄像机拍摄方向一致时发生，一般会持续1个小时。  

   目前针对顺光缺乏有效的解决办法，只能在安装时加以避免，需要注意两个方面：

         1、车牌识别摄像机的拍摄方向尽量选择南北方向，避免东西方向。

         2、车牌识别摄像机俯视的角度不能太大，如果拍摄5米左右的距离高度建议在1.2-1.5米。当阳光与地平线的夹角较小时，一般会有建筑物的遮挡。如果摄像机俯视角度过大，太阳比较高时就容易导致顺光问题。

          如果顺光问题无法避免而且影响严重，导致某一时段车牌识别率极低，这种情况只能通过加装辅助车牌识别摄像机来解决。就是在原摄像机的镜像侧再装一台摄像机，从另一个角度识别车牌。由于一年四季太阳升起和落下的方向是变化的，两台摄像机不会同时发生顺光，这样就根本上避免了顺光的影响，保障车牌识别系统稳定的运行。

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