Распознавание номерных знаков в видеонаблюдении

Современные системы видеонаблюдения – это не только сбор видеопотока, но и широкие возможности видеоаналитики. Такие функции, как подсчет числа посетителей, распознавание лиц, распознавание и фиксация автомобильных номеров, уверенно вышли за пределы интересов и юрисдикции спецслужб на решение ежедневных бизнес-задач.

Остановимся чуть подробнее на одной из востребованных функций видеоанализа – распознавание автомобильных номеров. ?ногда система видеонаблюдения интегрируется с системой контроля доступа: камера считывает номер автомобиля, система аналитики сверяет полученное изображение со списком номеров из базы данных и при нахождении совпадения отправляет подтверждение СКУД на пропуск автомобиля.

Отдельно отметим, что при проектировании системы видеонаблюдения необходимо разделить задачи распознавания автомобильных номеров и обзорную функцию (перемещения техники и пешеходов, расположение камер в зависимости от условий наблюдаемого участка и т. д.). Для камеры, предназначенной для распознавания номеров, существуют ограничения на размещение и настройки. Фокус камеры должен быть направлен строго на участок, предназначенный для проезда автомобилей (в большинстве случаев это 3–4 м). В связи с этим рекомендуется использовать камеры с фиксированным объективом, они к тому же обычно имеют лучшие характеристики по светочувствительности по сравнению с моторизованными объективами.

Камеру с каким разрешением лучше выбрать?

При решении обозначенной задачи по распознаванию автомобильных номеров высокое разрешение видеокамеры может дать худший по сравнению с расчетным результат. Это связано с тем, что у камер с увеличением разрешающей способности ухудшается светочувствительность, что негативно влияет на распознавание номеров в ночное время.

Для расчета используется формула (w/n)*p: где w – ширина обзора в зоне фиксации номера (м), n – размер автомобильного номера (м), p – рекомендованная ширина изображения номера в пикселях.

Если примем ширину просматриваемого участка 3 м, среднюю ширину номерного знака 0,52 м, а оптимальный размер изображения (по практике) 200 пикселей, то получим:

(w/n)*p = (3/0,52)*200 = 1154 пикселя.

Расчет показывает, что нам подойдет камера с разрешением HD (1280 х 720 пикселей).

Камеры для системы распознавания должны иметь определенные характеристики Следует учитывать физический размер матрицы. Чем больше матрица, тем больше ее светочувствительность. Минимально допустимый размер матрицы для распознавания номеров – 1/3 дюйма. Наиболее эффективны матрицы размером 1/2 дюйма и выше.

Рисунок 1. Сравнение изображений, получаемых в темное и светлое время суток с камер, отличающихся размером матрицы

При выборе камеры следует также учитывать параметр светосилы. Он определяется выбором объектива для камеры и указывается в виде F-числа (соотношение фокусного расстояния и величины раскрытия диафрагмы). Чем больше светосила, тем больше света попадет на матрицу камеры, а соотношение сигнал/шум, соответственно, выше. На самом изображении станет меньше цифровых шумов. Для распознавания номеров требуется объектив со светосилой не меньше F/1,4. Объектив с F/1,3 будет являться более светосильным.

Отметим, что какие бы технические характеристики ни имела камера, при полном отсутствии освещения результата в виде распознанного номерного знака вы не получите. В связи с этим изначально следует рассмотреть возможность дополнительного освещения. Абсолютное большинство камер имеет сейчас ?К-подсветку, однако использование встроенной ?К-подсветки означает необходимость перевода камеры в черно-белый режим. Кроме того, дополнительное тепло, выделяемое при ?К-свечении, может в летнее время стать излишним, привести к перегреву, создавая дополнительные помехи.

Обратим внимание и на такую характеристику камеры, как количество кадров в секунду. Производители рекомендуют камеру с частотой кадров 25 к/с. Однако на практике на тех объектах, где машины движутся с низкой скоростью, камеры переводят в режим 12 к/с и ниже, снимая тем самым нагрузку на оборудование, которое обрабатывает информацию.

Размещение видеокамеры

Как мы уже упоминали выше, существуют достаточно жесткие границы размещения видеокамеры, выход за них ведет к значительному ухудшению результата.

1. Угол наклона номерного знака не должен превышать 5° относительно оси x в двухмерном варианте изображения.

2. Камера должна быть направлена таким образом, чтобы горизонтальный и вертикальный углы не превышали 30°.

Для захвата двух полос движения можно разместить камеру следующим образом:

3. Располагать камеру следует на высоте от 2 до 6 метров. При размещении на объектах, имеющих шлагбаум, необходимо учесть, что сам шлагбаум образует определенную зону отчуждения.

4. После установки камеры днем требуется обязательная проверка качества изображения, получаемого в темное время суток.

Настройки камеры:

1. Режим диафрагмы – авто, уровень 50.

2. Скорость затвора должна быть достаточно большой, чтобы убрать свет фар автомобиля в ночное время (1/1000).

3. Переключение «день-ночь» – авто (если не используется дополнительное освещение в ночное время). ?нтеллектуальная подсветка – вкл. (если присутствует).

4. Подсветка зоны BLC, WDR – выкл.

Для автоматической фиксации номеров в базе данных требуется наличие специализированного ПО на камере и регистраторе или специализированное ПО на компьютере.