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車燈太亮怎麼辨識車牌?我可以告訴你!
2018/07/03 15:52:38瀏覽4791|回應0|推薦12

像上面這種情況是車牌辨識情境中常見的難題,多數車牌辨識廠商都會聲稱自己的系統辨識率極高!他們都能辨識這種照片嗎?事實上當然會排除!所以不要輕信「辨識率」這種東西,就像考試分數,難題通通不考,大家的分數都很高。但是完全不考難題,你就不會知道車牌辨識系統的好壞。

我研究車牌辨識總是不斷的挑戰這類難題,原因不是炫技,而是我知道這些困難狀況其實很常見,如果不能用軟體處理就要大費周章的改變攝影環境,或使用特殊的硬體,如紅外線、補光設備、濾光鏡或特殊攝影機等等,成本當然就大幅增加了!很多車牌辨識廠商就是用這些特殊規格的硬體拉高售價的!

我是專賣軟體的,當然希望客戶有多一個選擇,可以不必花大錢買額外的硬體,只用一般規格的攝影機和我的軟體就能解決問題。其實如果我們真的不能從感光差異分辨出字元與背景的界線,那麼所謂的硬體調整也沒有能用的物理量依據,當然是調整不出來的,沒有任何儀器可以無中生有嘛!反之,如果影像中確實有亮度或色彩的差異,那麼用軟體也一定可以區別字元與背景的!

先看看上圖變成灰階的樣子:

睜大眼睛看,還是可以分辨車牌字元的!如果人眼可以看到,那就表示一定有足夠的物理量可以分析,讓我們將車牌字(黑色)與背景(白色)切開!我們要做的工作只是如何找到車牌字與車牌背景的亮度分界值,就是影像辨識書中說的二值化門檻值(Threshold)

困難點在因為車燈太亮使得這個差值相對變小,而且車燈不像太陽是平行光,亮度是不均勻的,所以上面的每個車牌字元需要的門檻值都不會相同,你硬是想用機器學習(深度學習?)找出一個通用於七個英數字的門檻值,是怎麼找都找不到的!不能避免的,我們必須像地毯式搜索一樣,真的去找出每個字的「黑白交界」的實際亮度門檻。

這就是一般車牌辨識核心會避免去做的動作,因為顯然太耗時了!車牌辨識通常是需要即時反應的,當然不能太慢。但是我認為這是數學技巧,也就是演算法效率的問題!物理上如果非做不可,就是非做不可,不然你根本沒有機會將每一個字都正確的切割出來,計算不夠快嗎?那就專心研究數學技巧吧!這一點目前算是我的商業機密,暫時不會講得太詳細囉!我的二值化結果是這樣的:

每一個字都很清楚,不是嗎?我也告訴你我是怎麼作到的了!其實人的眼睛(配合大腦)顯然也做到了一樣的事情,所以我們都看得到原始影像中的車牌號碼,但是九成以上的市售車牌辨識系統應該是做不到的!做到上了上面這一步,接下來就不太困難了,篩掉不可能的目標,找出成排目標即可:

我想應該會有親朋好友出來罵我笨了!怎麼商業機密也拿來講?不想做生意了嗎?其實真要做到我的軟體成熟的程度,即使這些「原理」都跟你講了,你還是要花一兩年慢慢寫程式做實驗,如果數學技巧不能突破,讓這些演算快到極點,你依舊不可能成為我的競爭者。

我所以會想寫這種文章,對於客戶來說是建立信心,讓大家知道我真的是核心技術的自行研發者!我的東西我都能理解掌握得很好,每一個辨識環節我都不假外求,不使用任何其他軟體元件,就是用物理概念與數學技巧自己建構出來的!所以買我的軟體就是跟原廠,甚至是原作者買的!可以絕對放心,售後服務鐵定很好。

另一方面,我也希望在大家一面倒的熱炒:人工智慧就是機器學習(或深度學習)的歪風下,釋出一股傳統科學研究方式的清流!我就是紮紮實實地將影像辨識這種重要的人工智慧議題,當作傳統科學來研究,而且已經成功地讓它商業化了!如果我的產品表現確實好過機器學習的產品,我希望可以讓大家想一想?人工智慧真的只有機器學習一條路嗎?那是最好的一條路嗎?

( 心情隨筆工作職場 )
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引用
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