第２ｌ卷第５期 高等函授学报（自然科学版） ＶｏＩ．２１ ＮＯ．５ ２００８年１０月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｅｒ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００８ ・学术经纬・ 车牌识别系统中数据库的分析与设计 刘庆祥 （长江大学电信学院，湖北荆州４３０２２３） 摘 要：通过对车牌自动识别系统中软件系统数据处理的分析．详细介绍了系统数据库管理 的设计要求和方法。系统具有管理速度快、准确度高、成本底等特点，可用于停车场、收费站、交通 路口等场所。 关键词：软件数据流；网络拓扑结构；数据记录表；数据库管理 中图分类号：Ｏ１７１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７３５３（２００８）０５—００１１—０２ 中断查询 １引言 Ｉ兰鲨竺兰 辆静 全态 智能车牌识别系统是一种用来对车辆自动监 窭广—一ｌ数据管 部连 数接 理 据车 测和自动识别的系统，它能在不需要人的干预下自 动对汽车车牌进行识别，让本单位的汽车通过，对 非本单位的汽车可拒之门外，还可以追加学习，识 繁 蒙Ｕ识 别 爱霉 Ｉ限码连ｌ 定时更新 ｌ罄 ｌ库 数及接据许车卜＝＝＝＝＝＝＝＝ ｌ Ｉ据 数 别新添加的车辆。该系统由图象获取、图象分割、车 牌定位、字符识别、数据库管理等几部分组成。系统 数据库是为前端识别系统提供数据查询和匹配而 囊奎Ｅ ｌ 设计的，可以对内部车辆的具体数据进行录入和修 改，对车辆出入大门情况进行记录，对异常情况和 人机交互ｌｌ Ｉ本地图象库Ｉ Ｉ系统忙查询 误报情况进行特殊处理，所有查询结果可由打印机 图１ 软件系统处理的数据流 输出，能为用户提供友好的车牌数据管理界面。 ２）车牌定位和字符切割数据子系统，从清晰 ２软件系统数据处理的分析 图象中定位车牌并切割出车牌字符。 车牌自动识别系统的软件部分需要处理的数 ３）车牌字符识别子系统由神经网络学习和 据较多。图１显示了软件系统处理的数据流，以作 识别出字符信息。 为软件系统处理结构设计的依据。 ４）数据库管理子系统提供车辆相关的信息 软件系统数据处理主要分为四个模块：图象 供车牌识别子系统进行查询和匹配，并为用户提 数据采集子系统、车牌定位和字符切割子系统、车 牌字符识别子系统和数据库管理子系统，其作用 供管理功能。 其中二、三两个子系统可以由纯软件实现，也 如下： １）图象数据采集子系统用来获得正面清晰、 可以由软件和硬件共同实现。软件实现较硬件实 对比度、亮度比较适中的车辆及其背景图象数据， 现的成本低，但速度较慢，系统的实时性对系统的 硬件平台依赖较大，可以根据具体的实际需要来 这是图象处理的前提。’ 选择。 收稿日期：２００８—０５—２５． 作者简介：刘庆祥（１９４８－－）。男，湖北荆门市人。教授，现主要从事模式识别与图像处理的研究． 第２１卷第５期 ２００８年ｌ０月 高等函授学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｅｒ Ｃｏｒｒｅｓｐ。ｎｄｅｎｃｅ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） ＶｏＩ．２１ ＮＯ．５ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２０Ｏ８ ３对建立系统数据库的要求 建立系统数据库的主要目的是为前端识别系 统提供数据查询和匹配；为用户提供友好的车牌 数据管理界面。建立系统数据库的具体要求是： １）对内部车辆的具体数据的录入、删除、修改。 ２）对车辆出入大门情况的记录。如按车牌 号、出入时间段记录，便于使用单位进行查询。 ３）对异常情况的实时记录。如新增车辆、外 单位车辆记录、无法识别车辆记录等。 ４）对误报情况的特殊处理。如自动学习，提 高精度；提供手动学习方案；误报情况记录等。 ５）所有查询结果可由打印机输出。 ６）明确软件运行环境、数据库接口。 ７）提供详细的单机／网络使用文档。 ８）为识别系统提供数据查询和匹配。 ４系统数据库的设计 ４．１分布数据库网络拓扑结构 分布数据库的网络结构主要采用了现在流行 的ＮＴ局域网结构，它的网络安全性和多用户，支 持多平台等良好的特性使它成为许多局域网组网 的首选。并且要求数据库建立在已经管理良好的 ＮＴ网上。ＮＴ网的网络拓扑结构如图所示。 誊搿４籀 Ｗ１ＮＮＴ 服务器 图２ 分布数据库网络拓扑结构图 ４．２车辆管理数据库记录的设计 管理数据库记录的设计是根据用户提供的所 需数据记录和管理信息。这些信息是车型、车的颜 色、发动机号、车架号、开始使用时间、汽车车牌号 码、汽车所属单位及地区、汽车出入权限、出入时 间、停车地点、汽车车牌图象等。根据用户应用程 序的要求，在考虑更新和查询管理方便、安全以及 数据库的大小等综合因素的条件下，对车辆进行 实体的再划分 。实体分为车的静态和动态数据， 主要是因为时间和地点对同一辆车来说，具有一 对多的关系，在两个实体之间通过出入的关系来 连接。记录表如图３所示。 １ ２ ｌｌＨ、ｌ２ ｌ ｒ，ｆｆｆ，／ｒ一 ，“，ｉｅ Ｆｅｈ， ｌｅ “ｆｒ 、Ｐｊｌ一 …ｈｅ ｒ ｈ ． Ｖ ｌｌ—ｌＩｕ¨ｌ｝ ｒ ｖａ ｒｔ ｈａ ｒ 、Ｐｈ一 ｅｌｆｌ“ 【Ｉ“ ～Ｐｌ ＩｉＩＰ ｒｔ１ｆＦＩＰ ｄａＩｅ ～ ｈ—ｌ１ Ｉ（１『｝ ｖ Ｉ ｒ‘ＩＩａ 、 ｌ卜ｐａｌ ｋｉ［】 ｔ ｈａｔ 、１ＰＩｌ一【１ ＬＩ ｒ㈣ｉ Ｉ１；Ｉ 、ｅ＿Ｉ一ⅢⅢＩ ｌ …‘ｌＩａ ｒ 、 ｌＩ—ｔＩ ｌ＿ｒ …（＿ｌｄ ｒ １）ｒ、一ｉｉｉｉ『ＩｌＩ’Ｐ ｒ ｉ／ｌＩｉｎＩ ＩＩ、ｌＩ Ｊ ｒ—ｌ＿ＩＩｎｌ｝１ ＩｉｉｎｌＩ 图３ 记录表的设计 记录表的设计，是根据数据库设计五个范式 的约定和实体关系图设计表格的。 ＦＯＲＭ１为汽车静态数据表，ＦＯＲＭ２为汽车 动态数据表。其中汽车号为检索和联系方便而设 立的Ｆ０ＲＭ１主关键字，同时它也是Ｆ０ＲＭ２的外 关键字。车进入的时间是ＦＯＲＭ２的主关键字。 ４．３车牌识别系统ＣＬＩＥＮＴ／ＳＥＲＶＥＲ分布数 据库的设计 数据库管理功能的实现需要根据硬件的具体 要求，决定是在客户端还是在服务器端上实现。即 在分布处理时考虑网络传输的负荷，来设计合理 的功能分布。ＣＬＥＮＴ／ＳＥＲＶＥＲ分布数据库管理 的结构如图４所示。 图４ ＣＬＥＮＴ／ＳＥＲＶＥＲ分布数据厍管理结构图 服务器端的程序为ＭＳ—ＳＱＬ ＳＥＲＶＥＲ，客 户端查询和管理程序用ＰＢ开发。查询和管理的应 用程序功能是一样的，主要通过服务器管理客户 的权限来客户端应用程序的功能大小。车牌 自动识别系统的管理程序用ＶＣ开发［２］。其中车 牌识别系统应用进程中包含有后端数据库管理的 线程，有自动管理和与用户交互管理功能，其管理 过程是通过网络把所需匹配的车牌数据传输到服 务器上，匹配查询工作由ｓＱＩ 服务器完成，车牌 识别系统获得匹配结果。系统根据获得匹配结果， 进行“交互”操作或自动更新数据库。 （下转第１４页） 第２１卷第５期 高等函授学报（自然科学版） ＶｏＩ．２１ ＮＯ．５ ２００８年１Ｏ月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｅｒ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００８ 例６（ｓｉｎ。（ｚ。＋Ｉｎａｒｃｔａｎ２ｘ）） 一 所以 ２ｓｉｎ（ｘ ＋ｌｎａｒｃｔａｎ２ｘ）・ＣＯＳ（Ｘ ＋ｌｎａｒｃｔａｎ２ｘ）・ 生一ｄ（２ｚ十３） ｘ，‘ Ｘ ＋ ） （２ｚ＋ ’高）一 ２一元复合函数求导法的一些别的应用 ２（ｚ＋ ）ｓｉｎ２（ ＋ 一元隐函数求导问题，相信对初学者或多或 少都有点困惑。为此，这里给出如下例子： ｌｎ（ｘ 上ａｒｃｔａｎ２ｘ） 例８ 试由复合函数求导法和公式（ｓｉｎｘ） 侈４ ７（厂（ｇ（＾（ｚ））））”一（１厂 ・ｇ ・＾ ） 一 （厂 ） ・ｇ ・ｈ ＋ｆ ・（ｇ ） ・ｈ ＋ｆ ・ｇ ・（ ） ＝＝： 一ｃＯ趿推导公式（ａｒｃ 托ｚ），一志。 厂 ・（ｇ ・＾ ）。＋厂・ｇ ・（ ）。＋ｆ ・ｇ ・ｈ” 解 因为令Ｙ—ａｒｃｓｉｎｘ，则ｚ—ｓｉｎｙ（Ｉ Ｙ ｌ≤ 其中ｆ 一ｆ （ｇ（＾（ｚ））），ｇ 一ｇ （＾（ｚ））是复 合函数。 ），所以在 ＝＝＝ｓｉｎｙ两边关于ｚ求导数，则有１ 上面例５，例６的书写两步完成，第一步完成 导数运算，第二步为代数化简，请仔细理解公式和 ＿ｃｏｓ ．ｙ 即 一 一志 Ｉ Ｉ＜ 法则在这里的应用；真正完全解读例７，对于后面 学习求多元复合函数的偏导数和高阶混合偏导数 号）’ ａｒｃｓｉｎｘ），一 ・ 是有好处的。 例９ 试由复合函数求导法和公式（１ｎｘ） 一 一般地，需要理解 推导公式（矿） 一 ，（ｚ ） 一 一． （厂（ｇ（ （…（ （ｚ））…）））） 一 ｆ ・（ｇ（ （…（ （ ））…））） 一……＝＝： 解 由复合函数求导法和公式（１ｎｘ） 一 ｆ ・ｇ ・ｈ … （４） 推导公式（ ） 一 ，完全与上面例子雷同（略）； ——一元复合函数的求导方法助记语：应用 又令Ｙ： ，则ｌｎｙ一口ｌｎｚ一两边关于ｚ求导数， 公式，从外向里对中间函数逐个求导做连乘积。 另外，应用微分形式不变性考虑一元复合函 便有 一 ， ：：： ，也即（ｚ ） 一 一． Ｙ ｚ 工 数的求导，也是一个好方法，即应用公式 说明 上面的例子已让我们感觉到，一般教 ｄｆ（ｇ（ｚ））一－厂 （ｇ（ ））ｄｇ（ｚ） （５） 材上写的反函数求导法不是很重要了。其实，这是 例７因为ｄｌｎｆ（ｘ２＋３ｚ）一 南 因为反函数求导法可以由复合函数求导法导出。 （ 十３ｚ）一ｆ（ ｘｚ＋３ｘ）ｄ（ｘ２＋３ ）一 参考文献 ，＿（＋３ｚ）［１］同济大学应用数学系．高等数学（第五版・上 （２ｘ＋３）ｄｒ 册）ｒＭ］．北京：高等教育出版社．２００２：９１－９５． （上接第１２页） 库管理的设计要求和方法，以期得到推广和应用。 ５结束语 该系统可用到停车场、收费站、交通路口等场所，具 车牌自动识别系统这项综合技术包括了数据 有识别速度快、准确度高、成本底等特点。 采集、传感器、图象分割识别和数据库管理等技术， 是智能实时系统在交通管理方面中一个较为集中 参考文献 的应用。在系统的图象采集、车牌定位、车牌字符识 ［１］冯玉才．数据库系统基础［Ｍ］．武汉：华中理工大学出 别和数据库管理四个组成部分中，由于图象采集、 版社，２００５：３５—３６． 车牌定位和车牌字符识别三个部分的设计在作者 ［２］Ｄａｖｉｄ Ｊ．Ｋｒｕｇｌｉｎｓｋｉ著，王国印译．ＶＩＳＵＡＬ Ｃ＋＋技术 相应的文章中已有介绍，所以文中重点分析了数据 内幕ｌ－Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００６：６８—７２． １ ４
