Avaliação de algoritmos baseados em Deep Learning para Localizar placas veiculares brasileiras em ambientes complexos

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2019

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Resumo

With the increase in the number of private vehicles, we can observe the increase in the number of violations of traffic laws, theft of vehicles and, thus, a better management and traffic control is necessary. A vehicle and its owner are recognized through the unique and required vehicle license plate (LP), and to be inspected and extracted data with greater efficiency, it is recommended to use automated systems for detecting and recognizing vehicle license plates. This work introduce a study and evaluation of algorithms based on Deep Learning to locate Brazilian LPs in complex environments. For the achievement of the experiments, a bank of images of Brazilian LPs was created based on problems like images with different resolution, quality, lighting and perspective of scene. Were used the Deep Learning algorithms YOLOv2 and YOLOv3, which has not yet been studied to the best of our knowledge. In addition, the Tree-structured Parzen Estimator (TPE) algorithm was used to optimize hyperparameters and maximize the performance of selected convolutional neural networks. For the evaluation, the performance metrics were used: prediction time, Intersection over Union (IoU) and confidence rate. The experiments result demonstrate that YOLOv3 presented better performance, obtaining 99.3% of vehicle license plate detection.

Descrição

Com o aumento da quantidade de veículos particulares, nota-se o crescimento do número de violações das leis de trânsito, roubo de veículos e assim, se faz necessário uma melhor gestão e fiscalização do tráfego. Um veículo e seu proprietário são reconhecidos através da placa veicular (PV) única e obrigatória, e para que sejam fiscalizados e terem dados extraídos com maior eficiência, é recomendável a utilização de sistemas automatizados para detecção e reconhecimento de placas veiculares. Este trabalho apresenta um estudo e avaliação de algoritmos baseados em Aprendizagem Profunda para localizar PV brasileiras em ambientes complexos. Para a realização dos experimentos, foi criado um banco de imagens de PV brasileiras baseada em problemas como imagens com resolução, qualidade, iluminação e perspectiva de cena diferentes. Foram utilizados os algoritmos de Aprendizagem Profunda YOLOv2 e YOLOv3, o qual ainda não foi estudado para o melhor do nosso conhecimento, neste contexto. Além disso, foi utilizado o algoritmo Tree-structured Parzen Estimator (TPE) para realizar a otimização de hiperparâmetros e maximizar o desempenho das redes neurais convolucionais selecionadas. Para a avaliação, foram utilizadas as métricas de desempenho: tempo de predição, Intersection over Union (IoU) e taxa de confiança. O resultado dos experimentos mostrou que o YOLOv3 apresentou melhor desempenho, obtendo 99.3% de detecção das placas veiculares.

Palavras-chave

Inteligência artificial, Aprendizagem, Trânsito - Controle eletrônico

Referência

MARQUES, Bruno Henrique Pereira. Avaliação de algoritmos baseados em Deep Learning para Localizar placas veiculares brasileiras em ambientes complexos. 2019. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) - Departamento de Computação, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2019.

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