光学活性制品及其适用的系统技术领域
本申请整体涉及光学活性制品、制备和使用这些制品的方法以及该制品适用的系
统。
背景技术
自动车辆识别(AVR)是应用于通过电子系统检测和识别车辆的术语。AVR的示例性
用途包括例如自动收费(例如，电子收费系统)、交通执法(例如，闯红灯系统、超速执法系
统)、搜寻与犯罪相关联的车辆、门禁系统和设施门禁。理想的AVR系统是通用的(即，它们能
够100％准确地识别车辆)。现在使用的AVR系统的两种主要类型是(1)利用RFID技术读取附
接到车辆的RFID标签的系统和(2)利用机器或装置读取附接到车辆的机器可读代码的系
统。
RFID系统的一个优点在于其高准确度，这种高准确度是借助于RFID标签上所包含
的错误检测和校正信息来实现的。利用熟知的数学方法(例如，循环冗余检验或CRC)，可确
定读取正确(或错误)的概率。然而，RFID系统也具有一些缺点，其中包括并非所有车辆都包
括RFID标签。另外，现有的不加电的“无源”RFID标签阅读器在精准地确定物体的确切位置
方面存在困难。相反，其只是报告在其敏感区域内存在或不存在标签。此外，许多RFID标签
阅读器仅在短距离内工作，在存在金属的情况下表现很差，并且在存在许多带标签的物体
存在时会受到干扰而阻塞。这些问题中的一些可通过使用有源RFID技术或类似方法克服。
然而，这些技术需要昂贵的、耗电的电子器件和电池，并且它们在附着到致密或金属物体上
时仍然不能准确地确定位置。
机器视觉系统(通常称作自动车牌阅读器或ALPR)使用机器或装置来阅读附接到
车辆上的机器可读代码。在许多实施方案中，车牌上附接、印刷或邻接有机器可读代码。
ALPR系统依赖于对车辆车牌的准确读取。由于下列因素中的至少一些，ALPR系统读取车牌
可能极具挑战性：(1)车牌材料反射性质不同；(2)车牌上的字体、字符和设计不标准；(3)车
牌中嵌入的安全技术不同；(4)相机或光学字符识别系统的差异；(5)车辆通过相机或光学
字符识别系统时的速度；(6)通过相机或光学字符识别系统的车流量；(7)通过相机或光学
字符识别系统的车辆间距；(8)车牌周围环境照明的广泛差别；(9)天气；(10)车牌安装位置
和/或倾斜；(11)车牌图形的广泛差别；(12)每个自动执法系统允许的检测器至车牌距离；
(13)例如其它车辆、车牌上的灰尘、道路上的物品、天然障碍等对车牌的遮挡。
ALPR系统的一个优点在于其几乎可以处处使用，这是因为在世界的几乎所有地区
都要求车辆具有在其上带有可视觉识别(也称为人类可读)的信息的车牌。然而，识别视觉
信息的任务可能很复杂。例如，ALPR系统的读取准确度在很大程度上取决于阅读器评估时
所捕获图像的质量。现有系统在从复杂背景区分人类可读信息和处理可变辐射方面有困
难。另外，当车牌变模糊或脏污时，ALPR系统的准确度下降。
因为对车牌上可视信息的识别可能因上述原因而具有挑战性，所以一些ALPR系统
包括的机器可读信息(例如，条形码)包含除人类可读信息之外关于车辆的信息。在一些情
况下，车牌上的条形码包括库存控制信息(即，并非旨在由ALPR读取的小条形码)。一些专利
公布(例如，欧洲专利公布0416742和美国专利6,832,728)论述了在车牌的机器可读部分上
包括拥有者信息、序列号、车辆类型、车辆重量、车牌号码、州、车牌类型和郡中的一者或多
者。PCT专利公布WO 2013-149142描述了一种具有条形码的车牌，其中成帧信息和可变信息
是在两种不同条件下获得的。在一些实施方案中，成帧信息由人类可读信息提供，并且可变
信息由机器可读信息提供。欧洲专利公布0416742、美国专利公布6,832,728以及PCT专利公
布WO 2013-149142的全文均以引用方式并入本文。
在一些制造出用于ALPR系统的高对比度车牌的现有技术方法中，所涉及的材料吸
收红外波长范围内的光并透射可见光波长范围内的光。例如，美国专利6,832,728(其全文
在此并入本文)描述了包括可见光透射的红外光不透明标记的车牌。美国专利公布7,387,
393描述了包括在车牌上产生对比度的红外光阻挡材料的车牌。美国专利3,758,193描述了
透射红外光、吸收可见光的材料，其用于逆向反射片材上。美国专利公布6,832,728和3,
758,193以及美国专利公布7,387,393的全文在此并入本文中。
另一种制造出用于ALPR系统的高对比度车牌的现有技术方法在美国专利8,865,
293中有所描述，该方法涉及将红外光反射材料与光学活性的(例如，反射或逆向反射的)基
板相邻定位，使得当光学活性的基板被红外光辐射源照射时，红外光反射材料形成可被红
外传感器读取的图案。美国专利8,865,293的全文以引用的方式并入本文。
另一种制造出用于ALPR系统的高对比度车牌的现有技术方法涉及在逆向反射片
材的至少一部分上包括辐射散射材料。如美国专利2012/0195470(其全文在此并入本文)中
所述，在不实质性地改变当在散射的辐射下观察时逆向反射片材外观的情况下，辐射散射
材料可降低逆向反射片材的亮度，从而制造出能够用于车牌的高对比度、与波长无关的逆
向反射片材。
发明内容
许多光学活性制品(诸如车牌)包括两类识别信息(通常称为第一识别信息和第二
识别信息，或多组识别信息或多类识别信息)。在一些情况下，一组(也称为第一组)识别信
息为人类可读信息(例如，字母数字板识别信息)，而另一组(也称为另外一组或第二组)识
别信息为机器可读信息(例如，条形码)。在一些情况下，第一组识别信息和第二组识别信息
或第一类识别信息和第二类识别信息占据光学活性制品上至少一些相同区域。在一些情况
下，第一组识别信息和第二组识别信息物理地重叠。
许多ALPR相机通过用波长在近红外(“近IR”)范围内(例如，750nm或以上)的辐射
来照射光学活性制品，从而检测或读取光学活性制品上的字母数字识别信息。另选地，一些
ALPR相机通过用波长在可视光谱内(例如，从约390nm至约700nm)的辐射来照射光学活性制
品，从而检测或读取光学活性制品上的字母数字识别信息。
本公开的发明人寻求使光学活性制品的识别和鉴别更为容易和/或改善光学活性
制品的识别准确度。在另一方面，本发明人寻求使车牌的识别更为容易和/或改善车牌标记
信息的识别准确度。本公开的发明人也认识到，在至少两种不同条件下基本上同时生成光
学活性制品的图像将改善光学活性制品的读取率和检测。本发明人还寻求在光学活性制品
上的待读取信息至少部分重叠(即，位于至少一部分相同物理图像空间内)时，改善读取信
息的可读性和准确度。在一些实施方案中，两种条件为两种不同波长。
本发明人认识到此类问题的一个示例性解决方法是提供用于读取光学活性制品
的系统，包括：包括第一组识别信息和第二组识别信息的光学活性制品，其中第一组识别信
息能够在一种条件(例如，第一波长)下检测到，并且第二组识别信息能够在第二种条件(例
如，不同于第一波长的第二波长)下检测到；以及用于基本上并行处理第一组识别信息和第
二组识别信息的设备。在一些实施方案中，设备还包括第一传感器和第二传感器。在一些实
施方案中，第一传感器在第一波长下执行检测，并且第二传感器在第二波长下执行检测。在
一些实施方案中，第一波长在可见光谱内，并且第二波长在近红外光谱内。在一些实施方案
中，第一波长和第二波长均在近红外光谱内。在一些实施方案中，第一传感器在被第一波长
照射时(在第一波长下)基本上并行生成第一图像，并且第二传感器在被第二波长照射时
(在第二波长下)生成第二图像。
在一些实施方案中，第一组识别信息在第二波长下为非干扰性的。在一些实施方
案中，第二组识别信息在第一波长下为非干扰性的。在一些实施方案中，第一组识别信息为
人类可读信息。在一些实施方案中，第二组识别信息为机器可读信息。在一些实施方案中，
第一组识别信息包括字母数字、图形和符号中的至少一种。在一些实施方案中，第二组识别
信息包括字母数字、图形、符号和条形码中的至少一种。在一些实施方案中，第一组识别信
息与第二组识别信息至少部分地重叠。
在一些实施方案中，光学活性制品为反射的或逆向反射的。在一些实施方案中，光
学活性制品为车牌或标牌中的至少一种。在一些实施方案中，反射制品为非逆向反射的
在一些实施方案中，设备包括第一辐射源和第二辐射源。在一些实施方案中，第一
辐射源发出可见光谱内的辐射，并且第二辐射源发出近红外光谱内的辐射。在其它实施方
案中，第一辐射源和第二辐射源均发出近红外光谱内的辐射。
在一些实施方案中，设备包括第一镜片和第二镜片。
在另一方面，本申请涉及读取识别信息的方法，包括：将光学活性制品基本上同时
暴露于第一条件和不同于第一条件的第二条件，以及基本上并行在第一条件下捕获第一光
学活性制品图像并在第二条件下捕获第二光学活性图像。在一些实施方案中，第一条件为
具有第一波长的辐射，并且第二条件为具有第二波长的辐射，第二波长不同于第一波长。在
一些实施方案中，第一光学活性制品图像是在距捕获第二光学活性制品图像的40毫秒或更
短时间内捕获的。在其它实施方案中，第一光学活性制品图像是在距捕获第二光学活性制
品图像的20毫秒或更短、10毫秒或更短、或5毫秒或更短时间内捕获的。在一些实施方案中，
第一光学活性制品图像是在距捕获第二光学活性制品图像的约1毫秒或更短时间内捕获
的。
在又一方面，本申请涉及用于读取光学活性制品的设备，包括：在第一条件下执行
检测的第一通道；在第二通道下执行检测的第二通道；其中设备基本上并行通过第一通道
捕获至少第一图像并通过第二通道捕获第二图像。
在一些实施方案中，设备还包括在第三条件下执行检测的第三通道。在一些实施
方案中，至少一个图像在被广谱辐射照射时为有色的。
附图说明
图1为示出根据本申请的示例性处理顺序的框图。
具体实施方式
将详细描述各种实施方案和具体实施。这些实施方案不应理解为以任何方式限制
本公开的范围，并且在不脱离本发明的实质和范围的条件下，可作出更改和修改。此外，本
文仅论述了一些最终用途，但本文未具体描述的最终用途包括在本公开范围内。因此，本公
开的范围应当仅按照权利要求书确定。
如本文所用，术语“红外”是指波长大于可见辐射波长的电磁辐射，从700纳米(nm)
附近可见光谱的标称红边延伸至超过1000nm。已经认识到红外光谱延伸超出该值。如本文
所用，术语“近红外”是指波长在700nm和1300nm之间的电磁辐射。
如本文所用，术语“可见光谱”或“可见”是指人眼可见(即，人眼可检测到)的电磁
光谱部分。典型的人眼会对从约390至700nm的波长有反应。
如本文所用，术语“基本上可见”是指从大于10米的距离处观察时，可被大部分人
类肉眼识别的属性。(即，观察者可从无标记的组识别具有独特标记的样品，并且结果可重
复。)为了明确起见，无论是用肉眼观察和/或通过机器观察(例如，使用相机，或在任何波长
的辐射下拍摄的打印照片或屏幕上打印输出的照片)且不进行放大时，“基本上可见”信息
可被人类肉眼看到。
如本文所用，术语“基本上不可见”是指不“基本上可见”的属性，如上文所定义。为
了明确起见，从大于10米的距离处用肉眼观察和/或通过机器观察且不进行放大时，基本上
不可见信息不能被人类肉眼看到。
如本文所用，术语“可检测到”是指机器视觉系统通过使用诸如但不限于阈值分割
的标准图像处理技术从图像提取一条信息的能力。
如本文所用，术语“非干扰性”意为信息不会干扰提取其它可能与待提取信息重叠
的信息。
如本文所用，术语“重叠”意为至少一部分第一组信息和至少一部分第二组信息占
据至少一部分相同物理图像空间。
如本文所用，术语“光学活性”对于制品而言，是指为反射(例如，铝板)、非逆向反
射或逆向反射中的至少一种的制品。
如本文所用，术语“逆向反射”是指这样一种属性，具备该属性的物体可使斜入射
辐射的反射方向大致反向平行于其入射方向，使得辐射返回到辐射源或紧邻辐射源的位
置。
如本文所用，术语“人类可读信息”是指在无机器或其它处理装置的协助或帮助的
情况下，具有20/20视力的人类能够处理和/或理解的信息和/或数据。例如，由于人类可处
理和理解由这类视觉信息传达的消息或数据，人类可处理(例如，读取)字母数字或图形。因
此，字母数字(例如，书面文本和车牌字母数字)和图形为多种被认为是如本文所定义的人
类可读信息的两个非限制性示例。
如本文所用，术语“机器可读信息”是指在无机器或机械装置的使用或帮助下，不
能被处理和/或理解的信息和/或数据。例如，即使人类能检测以可视方式表示条形码的竖
直条带的视觉存在，但人类仍不能在无机器或机械装置的使用或帮助下，大体处理和理解
编码进条形码的信息。因此，条形码(例如，如零售店使用的一维条形码以及二维QR条形码)
是如本文所定义的机器可读信息的一个非限制性示例。相比之下，如上所述，字母数字和图
形是被认为不是本文所述机器可读信息类型的两个非限制性示例。
如本文所用，术语“组”对于识别信息而言，可包括一种或多种单个的小片或部分。
如本文所用，术语“基本上同时”和“基本上并行”可互换使用，是指以40毫秒(ms)
的动作之间的最大时间差执行至少两个动作。在一些实施方案中，动作在彼此1ms内执行。
在一些实施方案中，邻近捕获通道的图像基本上同时被捕获，即，在启用向现实世界的关注
事件进行逻辑分配的时间段内捕获。
在一个方面，本申请涉及用于读取识别信息的系统，包括：包括第一组识别信息和
第二组识别信息的光学活性制品，其中第一组识别信息能够在第一条件下检测到，第二组
识别信息能够在不同于第一条件的第二条件下检测到；以及用于基本上并行处理第一组识
别信息和第二组识别信息的设备。在一些实施方案中，第一条件为第一波长(例如，在可见
光谱内)，并且第二条件为不同于第一波长的第二波长(例如，在红外光谱内)。
在一些实施方案中，识别信息(第一组识别信息和/或第二组识别信息)为人类可
读信息。在一些实施方案中，识别信息为字母数字板标识符。在一些实施方案中，识别信息
包括字母数字、图形和/或符号。在一些实施方案中，识别信息由墨、染料、热转移带、颜料
和/或粘合剂涂覆膜中的至少一种形成，或包括其中的至少一种。
在一些实施方案中，识别信息为机器可读信息(第一组识别信息和/或第二组识别
信息)并且包括条形码、字母数字、图形、符号和/或粘合剂涂覆膜中的至少一种。在一些实
施方案中，识别信息由多层光学膜、包括光学活性颜料或染料的材料、或光学活性颜料或染
料形成，或包括这些项目。
在一些实施方案中，识别信息能够在第一波长下检测到并且在第二波长下为非干
扰性的，第二波长不同于第一波长。在一些实施方案中，第一识别信息能够在可见光谱内的
波长下检测到，并且在近红外光谱内的波长下为非干扰性的。在一些实施方案中，第二识别
信息在可见光谱内的波长下为非干扰性的，并且能够在近红外光谱内的波长下检测到。
在一些实施方案中，识别信息在第一波长下基本上可见并且在第二波长下基本不
可见，第二波长不同于第一波长。在一些实施方案中，第一识别信息在可见光谱内的波长下
基本上可见，并且在近红外光谱内的波长下基本不可见和/或为非干扰性的。在一些实施方
案中，第二识别信息在可见光谱内的波长下基本不可见和/或为非干扰性的，并且能够在近
红外光谱内的波长下检测到。
在一些实施方案中，第一识别信息和/或第二识别信息形成安全标记(安全标志)
或安全凭据。在一些实施方案中，术语“安全标记”和“安全凭据”可互换使用，并且是指分配
来确保真实性、抵御伪造或提供可追溯性的标记。在一些实施方案中，安全标记机器可读
和/或表示数据。安全标记优选地难以手动和/或用机器复制，或使用安全和/或难以获得的
材料制成。具有安全标记的光学活性制品可用于多种应用，诸如安全性文档、护照、身份证、
金融交易卡(例如信用卡)、车牌或其它标牌中的安全防篡改图像。安全标志可为任何可用
的标志，包括例如形状、数字、符号、QR代码、图案、字母、数字、字母数字和标记。在一些实施
方案中，安全标志可用作识别标记，从而使最终使用者能够识别例如光学活性制品的制造
商和/或批号。
在一些实施方案中，第一识别信息和/或第二识别信息形成在不同观察条件(例
如，照明条件、观察角度、入射角)下可识别的图案。在一些实施方案中，此类图案可用作安
全标志或安全凭据。对于观察者而言，随着观察者改变照明条件和/或他们对安全标记的视
点，这些安全标记可改变外观。
在一些实施方案中，光学活性制品为反射、非逆向反射或逆向反射中的一种。在一
些实施方案中，逆向反射制品为逆向反射片材。逆向反射片材可为基于微球的片材(通常称
为珠片材)或立体角片材(通常称为棱柱片材)。基于微球的片材的例示性示例在例如美国
专利3,190,178(McKenzie)、4,025,159(McGrath)和5,066,098(Kult)中有所描述。立体角
片材的例示性示例在例如美国专利1,591,572(Stimson)、4,588,258(Hoopman)、4,775,219
(Appledorn等人)、5,138,488(Szczech)和5,557,836(Smith等人)中有所描述。可向结构化
立体角片材表面施用密封层，以防止各个立体角受到污染。另外，可在本公开的实施方案或
具体实施中结合柔性立体角片材，诸如例如美国专利5,450,235(Smith等人)中所述的柔性
立体角片材。为结合本公开使用的逆向反射片材可为例如粗糙或光滑的。
光学活性制品或逆向反射片材可用作例如标牌。如本文所用，术语“标牌”是指传
达信息的制品，其通常使用字母数字字符、符号、图形、或其他标记。特定标牌示例包括但不
限于用于交通控制目的的标牌、路标、识别材料(例如，许可证)和车牌。
用于读取光学活性制品或用于读取光学活性制品上识别信息的示例性方法和系
统包括设备和至少一个辐射源。本设备在两种不同条件下基本上并行捕获光学活性制品的
至少两个图像。在一些实施方案中，不同条件包括不同波长。在一些实施方案中，本申请的
设备能够基本上并行在第一波长下捕获光学活性制品的至少第一图像并在第二波长下捕
获光学活性制品的第二图像，第二波长不同于第一波长。在一些实施方案中，第一图像和第
二图像是在小于40毫秒(ms)的时间间隔内拍摄的。在其它实施方案中，时间间隔小于20ms、
小于5ms或小于1ms。
在一些实施方案中，本申请的设备为相机。在一些实施方案中，相机包括在两种波
长下执行检测的两个传感器。在一些实施方案中，第一传感器和第二传感器基本上并行检
测第一波长和第二波长。
在一些实施方案中，相机包括第一辐射源和第二辐射源。在一些实施方案中，第一
辐射源发出可见光谱内的辐射，并且第二辐射源发出近红外光谱内的辐射。在其它实施方
案中，第一辐射源和第二辐射源均发出近红外光谱内的辐射。
在一些实施方案中，相机包括第一镜片和第二镜片。
在一些实施方案中，本相机以50帧/秒(fps)的速度捕获帧。其它示例性帧捕获速
率包括60、30和25fps。对技术人员显而易见的是，帧捕获速率取决于应用并且可使用诸如
100或200fps的不同速率。影响所需帧速率的因素为例如应用(如，停车与收费)、竖直视野
(如，更低的帧速率可用于更大的视野，但焦深可能是问题)和车速(更快的交通需要更高的
帧速率)。
在一些实施方案中，本相机包括至少两个通道。在一些实施方案中，通道为光学通
道。在一些实施方案中，两个光学通道穿过一个镜片至单个传感器上。在一个实施方案中，
本相机的每个通道包括至少一个传感器、一个镜片和一个带通滤光片。在一些实施方案中，
带通滤光片使多个近红外波长的传输能够被单个传感器接收。
至少两个通道可通过以下因素中的一个区分：(a)频带宽度(例如，窄频带或宽频
带，其中窄频带照明可为从可见光到近红外光中的任何波长)；(b)不同波长(例如，在不同
波长下处理的窄频带可用于增强所关注的特征，诸如车牌及其印字(车牌识别符)，同时抑
制其它特征(例如，其它物体、日光、前灯))；(c)波长区域(例如，可见光谱中与彩色传感器
或单色传感器使用的宽频带光)；(d)传感器类型或特征；(e)定时暴露；以及(f)光学元件
(例如，镜片)。
在一些实施方案中，通道可在系统中沿循独立的逻辑路径。
在一些实施方案中，相机还包括在第三波长下执行检测的第三通道。
图1为示出根据本申请的单个通道的示例性处理顺序的框图。在图1所示的过程
中，本设备捕获所关注物体(例如，车牌)的图像。在寻找车牌的过程(车牌寻找)中，处理这
些图像并检测图像上的车牌。本设备的一个优点涉及能够使用从第一通道收集的数据促进
第二通道上的处理。此类方法的示例性实施方案包括第一通道和第二通道，其中第一通道
为窄频带红外通道(轴向照明)，并且第二通道为彩色通道(偏轴照明)。如果所关注物体为
例如逆向反射车牌，则第一通道会由于轴向照明生成高质量的车牌寻找信息，而通过第二
通道捕获的图像将需要另外处理。从第一通道获得的信息(例如，图像上的车牌位置)随后
可用于帮助第二通道的另外处理。
在另选实施方案中，从第二通道(彩色通道，偏轴照明)收集的数据可用于促进第
一通道(窄频带红外通道，轴向照明)上的处理。
在一些实施方案中，当捕获同时存在的多个不同光学活性制品(包括但不限于非
逆向反射制品和逆向反射制品，以及具有彩色标记和/或依赖波长的标记的制品)的图像
时，本发明所公开的系统和方法可用。在这些实施方案中，第一通道可用于读取一个制品，
并且第二通道可用于读取不同的第二制品。在一个实施方案中，存在逆向反射制品和非逆
向反射制品。在该实施方案中，逆向反射制品可通过第一通道(例如，窄频带红外通道)检测
和读取，而非逆向反射制品仅可通过第二通道(例如，彩色通道)读取。
在另一个实施方案中，光学活性制品包括彩色标记和/或波长选择性标记。彩色标
记可仅通过彩色通道检测到，而通过红外通道不可检测到。波长选择性标记包括例如可见
光不透明、可见光透射、红外光透射和/或红外光不透明材料。红外光不透明材料为在红外
光辐射下可检测到的材料，并且可为吸收红外光的、散射红外光的或反射红外光的。在一个
实施方案中，波长选择性标记包括如美国专利8,865,293中所述的可见光透明的红外光反
射材料，其公开内容以引用的方式全文并入本文。在另一个实施方案中，波长选择性标记包
括诸如美国专利2015/0060551中所述的可见光不透明的红外光透明材料，其公开内容以引
用的方式全文并入本文。
在一些实施方案中，本系统和方法可用于区分迷惑性特征，例如安装螺栓与车牌
上红外光不透明的标记。在该实施方案中，螺栓和标记对第一红外通道看起来很暗，然而它
们在例如通过彩色通道拍摄的图像上清晰可辨。
随后通过OCR引擎将从每个通道捕获的图像提交至光学字符识别(OCR)，此步骤可
能会消耗CPU时间。具体地讲，由于CPU资源限制和/或高速率的图像捕获，系统可能不能够
对每个捕获的图像执行OCR。因此需要一些形式的优先化选择。本系统和设备的一个优点是
选择标准能够用于识别最可能包含可读车牌的候选图像。然后设定这些候选图像的优先
级，以提交至OCR引擎。图像选择处理步骤保持候选图像记录的时序队列(每个图像包含图
像元数据，包括例如车牌寻找数据)。该队列具有有限的长度。随着新图像记录获取自通道，
将对比队列中已经存在的图像记录来评估它们。如果新图像记录被认为比任何队列中已经
存在的图像记录“更好”或者队列未满，则新图像记录将加在队列的后面。如果队列是“满
的”，则移除队列中当前最弱的候选者。在一些实施方案中，图像选择队列在各自通道上单
独保持。
在一些实施方案中，来自一个通道的图像元数据(诸如车牌寻找信息)可被用于引
导另一个通道上的图像选择过程。
在OCR和特征识别步骤中，从选择器队列的前面移除图像记录并对下面的图像执
行OCR。OCR通常在车牌寻找步骤指示车牌可能所在的图像部分上执行。如果未获得结果(例
如，未在图像上发现车牌)，可以随后由OCR引擎处理完整图像。
在一些实施方案中，OCR和特征识别步骤针对每个通道单独执行。
来自至少两个通道的图像被处理后，获得的最终结果包含至少一个图像和许多数
据(例如包括数据、时间、图像、条形码读取数据、OCR读取数据和其它元数据)。在一些实施
方案中，本设备和系统使用被称为融合的处理步骤。融合处理步骤包括至少一个融合模块
和至少一个融合缓冲区。在一些实施方案中，融合模块从每个通道(或传感器)收集连续的
读取结果，然后处理这些读取结果，以在内通道(一个通道)或外通道的基础上确定一致意
见。
融合缓冲区累积进入的读取结果(及其关联的元数据)，直至它确定车辆通过完成
的时刻。此时，融合缓冲区生成包含所有待传送至后台办公室的相关数据的事件。在一些实
施方案中，特定车辆通过的累积数据在发送至后台办公室后被弃用。
在一些实施方案中，融合模块执行其它增值任务。在一个实施方案中，增值任务包
括在第一通道(例如，彩色通道)上执行的颜色识别和/或状态识别中的一个。该识别以其光
学字符识别过程帮助第二通道(例如，红外)。具体地讲，因为第二通道已经有一些关于车牌
来源的信息(通过从第一通道收集的信息提供)，第二通道的OCR便能够在读取车牌识别符
信息(例如，字母数字字符)时应用例如特定于识别状态的语法规则。
在另一个示例性实施方案中，增值任务检测冲突并相应地调整读取置信度。例如，
具有字符“0”(零)的车牌和位于零中间的红外光不透明螺栓可能在红外条件下被第二(红
外)通道误读为“8”。然而，第一(彩色)通道能够将螺栓和字符零区分开来并正确地读取字
符零。在这些情况下，系统可能不能单独决定哪个读取正确，但它会将其标记为差异性事件
供进一步检查。
类似于上述实施方案，一些人可能故意通过例如安装螺栓、策略性地定位胶带条
或涂刷部分字符，尝试混淆OCR引擎。通过本文所述的方法，此类尝试会在第一通道和第二
通道中被识别为差异性读取，从而导致随后对捕获的图像进行进一步检查。
另外，能够检测车牌的颜色可帮助确认特殊身份车牌(例如，政府、外交、商用)以
及前车牌为一种颜色而后车牌为不同颜色的管辖区，例如在英国，前车牌为白色而后车牌
为黄色。
在一个实施方案中，本系统和方法可用于区分欧洲样式的“危险品”牌(也称为“危
险警示牌”)。此类牌为逆向反射的，颜色为橙色。在红外条件下检测空白危险牌十分困难，
因为它们看起来只是明亮的矩形。因此，任何其它浅色矩形区域(甚至包括前大灯)都可能
被误识别为空白危险牌，从而导致“正误识”读取。这在我们认为只有大概千分之一的车辆
拥有空白危险牌的情况下尤其成问题。此外，如果千分之一的其它车辆触发正误识，则报告
为空白危险牌中的50％实际上是正误识。除在红外条件下进行检测之外，本方法识别车牌
颜色的能力在很大程度上消除了此类正误识。
对技术人员显而易见的是，即使上述实施方案包括两个通道，相同的发明构思和
益处可应用于三个或更多个通道。这些实施方案同样包括在本公开的范围内。
在一些实施方案中，至少一个图像在被广谱辐射照射时为有色的。
在一些实施方案中，本设备还包括至少一个单核计算机处理单元(CPU)。在一些实
施方案中，CPU与相机协同定位，即置于十分靠近相机的位置内。在一些实施方案中，CPU安
装在与相机相同的板上。在其它实施方案中，CPU不与相机协同定位，而是通过诸如同轴电
缆和/或无线连接的其它通信方法连接至相机。在一些实施方案中，CPU通过操作系统提供
的服务，诸如时间分片和调度，基本上并行处理多个帧。在其它实施方案中，本设备还包括
至少一个多核CPU。
本申请所述的设备和系统生成许多数据，包括例如日期、时间、图像、条形码读取
数据、OCR读取数据和其它元数据，这些数据可用于车辆识别，例如停车、收费和公共安全应
用。
在一些实施方案中，本系统捕获至少一辆车的信息。在一些实施方案中，这是通过
读取光学活性制品(例如，车牌)上的多组信息实现的。在一些实施方案中，系统捕获涉及车
辆通过的信息。任何车辆通过通常都涉及生成和处理每个通道的许多图像。这一点十分重
要，因为相机执行自动包围暴露，使得需要多于一个单个图像来覆盖不同暴露。此外，还需
要多次读取，因为车牌位置和暴露随帧的改变而改变。
在一些实施方案中，需要进行预处理以增大速率。在一些实施方案中，通过能以
50fps的速度处理多个通道的现场可编程门阵列(FPGA)预处理执行智能选择。例如，在一辆
车通过期间，(假设)十五张来自第一通道的图像可能被OCR处理，但在同一时间段期间只有
三张来自第二通道的条形码图像可能被处理。当其中一个图像(例如，条形码)更复杂时，可
发生这种每个通道处理的图像数量有差异的情况。
光学活性制品的图像可在环境辐射下和/或在通过指定辐射源(例如，当相机准备
记录图像时，将辐射射线指引至光学活性制品上的同轴辐射)添加的辐射条件下被捕获。同
轴辐射发出的辐射射线与光学活性制品的反射或逆向反射性质结合，在另外的大图像场景
中在与光学活性制品一致的位置形成较强的明亮信号。明亮信号可用于识别光学活性制品
的位置。然后，用于读取光学活性制品的方法和/或系统聚焦到关注区域(明亮区域)，并通
过查找可识别对比图案搜索与预期标记或识别信息的匹配。识别出的标记或识别信息通常
具有与用于发送关于所观测光学活性制品信息的另一台计算机或其它通信装置匹配的一
些置信度评估。
相机检测到的辐射可来自多个源中的任何一个。尤其需要关注的是从光学活性制
品反射的辐射，具体地是从制品上关注区域内的每个区域反射的辐射量。相机或检测系统
以在背景之间和/或光学活性制品上识别信息部分的每个标记或小块之间产生差异(对比
度)为目标，从光学活性制品的每个区域收集辐射。对比度可用多种方式实现，包括使用同
轴辐射覆盖环境辐射的量。在相机上使用滤光片可选择性地移除不需要的辐射波长并且仅
使所需的辐射波长通过，从而帮助突出标记或识别信息与背景之间的差异。
在一些实施方案中，光学活性制品为车牌或标牌中的一种。通常，在其下捕获光学
活性制品图像的可用辐射波长分为以下光谱区域：可见光和近红外光。典型的相机包括对
这两个范围敏感的传感器，但是标准相机系统的灵敏度对大于1100nm的波长显著减小。各
种发辐射(或光)二极管(LED)可发出在整个可见光谱和红外光谱波长范围内的辐射，并且
通常大多数LED的特征在于中心波长和围绕该中心波长的窄分布。另选地，可使用多个辐射
源(例如，LED)。
用于本申请系统的相机和辐射源通常安装成例如与车辆运动方向成一定角度观
察车牌。示例性安装位置包括交通流上方或道路一侧的位置。通常以与车牌法向入射(正
面)成约10度至约60度的入射角收集图像。在一些实施方案中，通常以与车牌法向入射(正
面)成约20度至约45度的入射角收集图像。一些示例性优选角度包括例如30度、40度和45
度。
对红外光或紫外光辐射敏感的传感器(检测器)可酌情用于检测可见光谱外的逆
向反射辐射。可商购获得的示例性相机包括但不限于3M公司销售的P372、P382和P492相机。
在另一方面，本申请涉及用于读取光学活性制品的设备，包括：能够在第一波长下
执行检测的第一通道；和能够在第二波长下执行检测的第二通道；其中设备基本上并行通
过第一通道捕获至少第一图像并且通过第二通道捕获第二图像。在一些实施方案中，第一
波长和第二波长在可见光谱内。在其它实施方案中，第一波长在可见光谱内，并且第二波长
在近红外光谱内。在一些实施方案中，至少本设备捕获的图像为光学活性制品的彩色图像。
在一些实施方案中，本设备还包括第三通道，该第三通道能够在第三波长下进行
检测并能够生成光学活性制品的第三图像。在一些实施方案中，第一波长、第二波长和第三
波长均互不相同。
本文所述包括光学活性片材和车牌的制品可用于提高这些车牌检测或识别系统
的捕获效率。捕获效率可描述为正确定位和识别车牌数据的方法，该数据包括但不限于标
记、车牌类型、和车牌来源。这些自动化系统的应用包括但不限于电子收费系统、闯红灯系
统、超速执法系统、车辆跟踪系统、行程计时系统、自动化识别和报警系统以及车辆门禁系
统。如上文所述，由于例如识别信息具有较低或不一致的对比度以及车牌上的识别信息模
糊(由于例如重叠)，当前自动车牌识别系统的捕获效率低于期望值。
在一些实施方案中，本系统和设备用于读取车牌上的识别信息，诸如条形码和车
牌识别符(字母数字)。在一些实施方案中，条形码经过设计，使得其在特定红外波长下变得
可见。示例性条形码在美国专利公布2010-0151213中有所描述，该专利公开内容以引用方
式并入本文。在该实施方案中，可以同时读取条形码和车牌识别符，但却是在不同通道上读
取。条形码读取通道为窄频带红外通道(例如，950nm)。第二通道为窄频带红外、窄频带可见
光或完整可见光通道中的一个。
在一些实施方案中，车牌识别符能够在可见光谱内检测到，并且在近红外光谱内
为非干扰性的。在该实施方案中，从条形码读取通道获得的车牌寻找信息有助于找到由第
二通道捕获的图像中的车牌，其中第二通道在可见光谱内。
在另一个实施方案中，本系统和设备可用于识别车牌上的符号、标志或其它标记。
车牌通常具有诸如图案、符号、标志和补充印字等标记。这些标记的透明度可能随红外波长
而改变。本申请的多通道设备可用于选择性地抑制或增强车牌上的信息。例如，待读取的车
牌可包括作为背景一部分的标志。在一些情况下，标志可能与待读取的车牌识别符重叠。为
了准确地读取车牌识别符，可能必须使用在标志为透明或非干扰性的波长下进行检测的第
一传感器或第一通道。然后选择第二传感器或第二通道以在标志可见的波长下进行检测。
由第二传感器/第二通道捕获的标志图像可用于帮助识别例如颁发权限或车牌的颁发年
份。在不同波长下捕获的图像基本上同时捕获或处理，以生成包含许多数据的最终图像。
本领域中的技术人员将会知道，可在不脱离本公开基本原理的前提下对上述实施
方案和实施方式的细节做出许多改变。因此，本公开的范围应当仅由以下权利要求书确定。