编者按：采用DSP技术的智能识别系统，将有助于降低路桥通行费流失的风险。

　　“换卡”、“倒卡”等偷逃通行费用的现象正在全国各地的高速公路上蔓延。长途货运车辆与短途车辆交换通行卡，这叫“换卡”；以通行卡遗失为由补办新卡，然后将多余的卡倒卖给长途车这叫“倒卡”。据业内人士介绍，目前在高速公路上使用的偷逃通行费用的手段已经达到30多种。一名执法人员抱怨，现在偷逃费用的手段花样繁多，即使执法人员也很难甄别。这些违法行为的一个共同点，是钻了车牌与通行卡无法自动比对的空子。

　　很多高速公路业主已经意识到了这一现象的危害性。安徽皖通高速公路股份有限公司（下称“皖通高速”）最近开始寻找一种车辆识别系统来降低通行费流失风险。安徽省高速公路“联网收费”的范围目前在不断扩大，一车一卡、一卡到底、一次交费的收费方式减少了停车缴费的时间，减少了收费站点，节省了管理支出，并为实现电子收费打下了基础。然而，更大的通行费流失风险也随之而来。现在，在皖通高速收费范围内，对一辆车的最大收费金额可以达到8,000 多元。如果无法将车辆与通行卡比对确定，很难制止“换卡”、“倒卡”现象。

　　皖通高速找到的解决方案，是一套基于数字信号处理技术(Digital Signal Processing，DSP）的识别系统。目前，国内外许多科研院所和厂商正在研究DSP技术在识别领域中的应用，在生物识别、语音识别等方面，DSP 已经有了一定规模的应用。DSP技术应用于智能交通领域，还是刚刚出现。

快、灵、准

　　国内用来进行车辆通行识别的技术手段目前主要有两种：软件识别和嵌入式工控机识别。这两种识别技术都有明显的缺陷。软件识别的速度慢，必须依赖于收费站点或卡口的公共电脑。而对于运行收费系统的公共电脑来说，识别软件会影响公用电脑的稳定性，从而给收费系统带来风险。嵌入式工控机在软件识别的基础上进行了改进，把识别软件安装在专门的工控电脑上。不过，这种改进并没能提高识别的速度，而且工控电脑一般使用视窗系统(Windows)或DOS 操作系统，当某一进程出现故障死机时，需要较长的时间来恢复系统的正常运行，这就会影响车辆的通行速度。另外，这两种技术还存在一个通病，就是两者都需要在原有的收费系统上进行加装或改造。

　　DSP技术则完全不同。它利用专用或通用的芯片，通过数字计算的方法对信号进行处理。通俗地说，就是将现实世界中的真实信号转换为计算机能够处理的信息。比如人说话的声音就是一个真实信号，把这种信号通过一个模拟向数字的转换过程，变成数字信号送给处理器进行数字计算。

　　与软件识别和嵌入式工控机识别最大的区别是，DSP智能识别技术将软件识别功能集成到DSP芯片上，从而实现了软硬一体化。同时，由于 DSP芯片每个处理周期能够处理多条操作，具有实时运算能力和实时的仿真能力，DSP技术在智能识别上具有很高的可靠性，并且造价低廉。用这种技术实现对字符识别的处理，不仅可以提高字符识别的速度，而且大大提高了识别的准确率。

　　基于DSP技术具有处理速度快、灵活、精确、抗干扰能力强和体积小等特点，采用DSP技术进行智能识别，已经成为通行领域最新的发展趋势。目前，国内很多厂商已经开始进行DSP智能识别产品的研究和生产。

采集识别一体化

　　重庆市两江环抱，坡多路陡，共有“七桥一隧”和13条收费公路。

　　对于车辆通行的收费办法，几经调整后形成了现在的按年付费和按次付费等两种方式。按年付费的车辆有一张IC卡作为凭证，而按次付费的车辆则没有。对按年付费的车辆，通过时，需要进行车牌和IC卡的对比。但是，如果通过人工进行车牌比对，比对的速度和准确性都很难保证，而且容易出现监守自盗的情况。

　　为了解决这个问题，重庆市城市建设投资公司安装了由北京汉王科技有限公司提供的“汉王眼”系统。在收费车道上安装“汉王眼”后，从开始采集到将识别的车牌图像传到收费系统，只需300毫秒。识别系统与收费系统相连，如果IC卡读出的车牌号码与识别到的车牌图像相一致的话，车道栏杆机就会放行，对于已过交费期或者按次付费的车辆时，必须现场交费，系统才会放行。

　　“汉王眼”就是一套运用了DSP芯片的识别系统。采用DSP芯片的智能识别产品，无需计算机即可实现对车牌图像的采集和识别。这种脱离计算机独立运行的特点，为开发出一体化智能识别机器带来了可能。目前，一体化的DSP识别通行系统一般由图像采集、识别核心和通讯模块等部分组成。以“汉王眼”为例，在一个外形类似摄像头的硬件上，集成了可控照明灯、镜头、图像采集模块、DSP芯片、存储器、通信模块、温控模块等；在软件上，集成了车牌定位、车牌字符切分、车牌字符识别、车牌图像匹配等众多算法。

　　“这个小机器能完成从采集车辆图像、识别车牌号码到传输识别结果的全部过程。通过标准串口传输方式直接输出车牌号码字串和标准图像格式文件，然后根据公开的数据传输协议，把数据接入到各类智能交通车辆管理系统中。” 汉王科技智能交通部总经理乔炬介绍说。北京汉王科技有限公司脱胎于中国科学院自动化实验室，目前该公司正在全国的高速公路和城市推广“汉王眼”这套系统。

压倒性优势

　　“如果说软件识别系统现在还具有优势的话，那只能是价格优势了。”乔炬告诉记者。

　　中国科学院自动化研究所童剑军博士的研究方向是模式识别专业中的文字识别领域。他曾对DSP芯片识别系统和传统的软件识别系统在相同环境下做过一个详细测试。“测试表明，与传统软件识别技术相比，DSP芯片识别技术在稳定性、灵活性、速度、保密性和环境适应能力上都有明显优势。”童剑军说。

　　首先，DSP芯片硬件上所需要的外围电路较少，而且大多使用数字器件，极少使用电阻、电容之外的模拟器件。模块被集成起来，使得芯片内部具有很强的稳定性。童剑军表示：“由于识别核心、通讯模块等以汇编语言形式存在于DSP中，增加了其工作的稳定性和可靠性，在DSP中加入防死锁和自恢复控制，在发生故障时自复位，就可以保证系统长时间在无人值守的情况下工作。”

　　其次，DSP芯片识别系统使识别与管理相分离，安装时无需对管理软件进行大的改动，升级时仅需将产品升级到高版本，无需对管理软件作任何改动，而传统方式中对识别核心的任何改动或者改进都必须对整个管理软件系统进行整体的调试、检查，这样不仅工作量较大、流程繁琐，而且极易造成系统故障甚至崩溃。

　　从保密性上来说，由于嵌入式平台的外围电路只用来协助核心芯片工作，主要的功能都靠核心芯片内部编程来实现，封装之后的芯片内程序是很难读出。因此，在设计原理上，就保证了产品的保密性。在硬件设计上，由于加入了加密狗等硬件加密手段，更加保证了产品的密闭性。而工控机的开发一般采用视窗系统或DOS操作系统，相对来讲，软件加密较为困难，破解容易一些。

　　另外，将识别系统集成到一个箱体上，增强了对环境的适应能力。童剑军说：“箱体完全可采取密闭方式，必要时甚至可以完全密封并充以惰性气体，再加以温控模块，使其与外界环境相隔离，尽可能地不受外界温度、湿度等的影响，可以在高温、低温、潮湿、干燥等不同环境下正常工作。这些都是软件识别系统所无法做到的。”

　　中国的高速公路近年来发展迅速，但很多地方还在采取手工的方式进行车辆识别。江苏的高速公路系统，就采用人工记录车牌后三位的方法进行比对。像皖通高速这样采用智能识别系统的还不多见。运用DSP技术的通行识别系统，不仅可以用于道路收费系统，还可以应用于智能交通的各个领域。比如应用于城市卡口、超速布控、小区大院车辆管理、海关集装箱管理、停车场管理、交通监控和疏导甚至门禁系统等等。由此可见，基于DSP技术的一体化通行识别系统市场需求将十分巨大。

（信息周刊）