[논문]불변 모멘트를 이용한 휴대용 차량 번호판 인식 시스템의 설계 및 구현

이진혁; 최창규; 김승호

불변 모멘트를 이용한 휴대용 차량 번호판 인식 시스템의 설계 및 구현
Design and Realization of Portable Vehicle License Plate Recognition System Using Invariant Moment 원문보기

이진혁 (경북대학교 컴퓨터공학과) , 최창규 (경북대학교 컴퓨터공학과) , 김승호 (경북대학교 컴퓨터공학과)

차량 번호판 인식 시스템은 차량 보급의 대중화와 그에 따라 발생되는 여러문제의 해결차원에서 활발하게 연구 개발되고 있는 분야이다. 본 논문에서는 휴대용 입력 장치로부터 획득한 차량 번호판 영상에서 차량 번호판이 가지는 특성을 이용하여 번호판을 추출한 후, 차량 번호판의 특성을 이용하여 개별 문자 영역들의 MBR(Minimum Boundary Rectangle)을 추출한다. 그리고. 불변 모멘트의 특징을 이용하여 기존의 템플릿 매칭 방식 보다 연산시간이 매우 빠르고 입력 영상내의 번호판 크기에 제약이 적온 장점을 가진 보다 향상된 차량 번호판 인식 시스템을 제안한다.

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문제 정의

본 논문에서는 駐변 모멘트의 톡징과 히스토그램의 표준편차置 이용하여 기존의 템플릿 매칭방식보다 연산시간이 빠르고 입력 영상내의 번호판 크기에 영향이 적온 새로운 차량 반호판 인식 시스템올 제안하였다. 이롤 기반으로 저가의 휴대가능한 차량 번호판 인식장비룔 개발함으로써 기존의 고정 된 차량 번호판 인식장치보다 좀 더 손쉽고 폭넓온 곳에서 본 시스템의 활융이 기대된다.

제안 방법

본 논문에서는 번호판의 외곽선 추출을 위하여 Sobel operator를 이용하여, 추출된 외곽선 에지의 히스토그램 크기가 입력영상의 일정 크기 이상이 되는 부분을 번호판의 외곽선으로 판단하게 된다. 입력 영상은 R, G, 日의 컬러 영상 이기 때문에 에지 추출을 위하여 그레이 레벨(Gray level)의 흑백 영상으로 변환 후 수행하게 된다.
본 논문에서는 템플릿 매칭보다 빠르고, 크기변화에 큰 영향 없이 일정한 값을 나타내며, 다른 형태의 영상에 대해서 눈 상이한 값을 나타내는 모멘트의 성질을 이용한다. 다양한 형태의 모멘트가 제공되지만 본 논문에서는 이 중 처리 속도가 빠른 불변 모멘트(Invariant Moment)를 사용한다.
이럴 경우, MBR에서도 문자/숫자를 잘못 검출할 수 있는 문제를 발생한다. 이 문제를 해결하기 위하여 세그멘테이션(segmentation)을 수행하면서 MBR내의 잡음영역에 존재하는 픽셀의 값을 0으로 세팅함으로 잡음 제거가 가능하다. 그림 3의 (가)는 전 단계에서 추출된 번호판을 이진 영상으로 변환한 영상을 보여 주고, (나)는 이 영상으로부터 문자/숫자의 MBR을 구한 결과 영상을 나타낸다.
그러므로 고정된 입력 장치가 아닌 휴대용 입력 장치로부터 입력받은 크기에 차이가 있는 번호판 영상을 인식할 수 있는 새로운 시스템이 필요하다. 이를 위하여, 본 논문에서는 기존의 시스템들이 사용한 템플릿 매칭(T&nplate matching)올 통하여 인식하는 방법올 사용하지 않고 불변 모멘트(Invariant Moment)의 특징 정보롤 이용하여 번호퐌 내의 문자/숫자를 인식을 하게 된다.
즈} 영역의 문자/숫자 인식을 위하여 영역을 둘러싸는 최소의 MBR을 구하여 문자/숫자들의 특징 벡터를 추출할 수 있다. 추출된 번호판을 이진 영상으로 변환한 후, X, Y 축상의 히스토그램을 분석하여 문자/숫자의 최소 영역을 구한다. 번호판은 상단부분과 하단 부분을 나눌 수 있고 이 사이에 일 정 크기의 공백이 존재한다.

대상 데이터

실험에 사용한 영상은 720x480크기의 칼라 이미지영상 200장이다. 표2는 인식된 번호판 내의 문자/숫자, 각각에 대해 단계별로 모멘트의 평균값과 표준편차률 구한 결과이다.

이론/모형

본 논문에서는 템플릿 매칭보다 빠르고, 크기변화에 큰 영향 없이 일정한 값을 나타내며, 다른 형태의 영상에 대해서 눈 상이한 값을 나타내는 모멘트의 성질을 이용한다. 다양한 형태의 모멘트가 제공되지만 본 논문에서는 이 중 처리 속도가 빠른 불변 모멘트(Invariant Moment)를 사용한다.

성능/효과

이렇게 추출된 특 징 벡터는 기존의 템플릿 매칭방식을 통하여 구하는 것보다 빠른 연산 시간을 가지는 특징이 있다. 또한, 번호판 크기에 영향올 적게 받는 불변 모멘트의 특성올 이용하여 기존의 템 플릿 매칭방식에서 가지는 크기의 제약을 해결할 수 있는 장점을 가진다. 추출된 영역의 특징 벡터를 계산하여 그 결과 값을 미리 정의된 템폴릿 영상의 특징 벡터와 비교하게 된다.
실험한 영상내 번호판의 크기가 비교적 비슷한 관계로 템푤릿 매칭방식과 제안한 시스템 모두 90% 이상의 높온 인식율을 보였다. 그러나, 검출시간 면에서는 평균 5~6초 대 6~7분 정도로 큰 차이를 보였다.

후속연구

본 논문에서는 駐변 모멘트의 톡징과 히스토그램의 표준편차置 이용하여 기존의 템플릿 매칭방식보다 연산시간이 빠르고 입력 영상내의 번호판 크기에 영향이 적온 새로운 차량 반호판 인식 시스템올 제안하였다. 이롤 기반으로 저가의 휴대가능한 차량 번호판 인식장비룔 개발함으로써 기존의 고정 된 차량 번호판 인식장치보다 좀 더 손쉽고 폭넓온 곳에서 본 시스템의 활융이 기대된다.
향후 연구과제로는 야간이나 기상변화 둥에 의한 영상내 잡음, 번호판의 손상, 뒤틀림 등에 대한 영상과 실험에서 보다 먼거리에서 촬영한 영상 둥에 대해서도 지속적인 연구가 요구된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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