+7 (836) 233 80 08

7 шагов для качественного распознавания номеров


Так какой же должна быть камера, чтобы максимально успешно распознавать регистрационные номера автотранспорта? Каким требованиям должна отвечать и каким образом настраиваться? На все эти вопросы постараемся ответить ниже.

1. Однозадачность видеокамеры.

Первый и, пожалуй, самый главный параметр - камера должна выполнять только одну функцию, решать только задачу распознавания!!!
Очень часто пользователи систем видеонаблюдения, пытаясь сэкономить, объединяют сразу несколько задач:
  • обзорное видеонаблюдение (контроль вьезда/выезда и территории);
  • распознавание номеров транспорта;
  • распознавание и трекинг лиц.

Эти задачи принципиально разные и требуют индивидуальной проработки. Не надо объединять подобные задачи в одной видеокамере.

2. Разрешение видеокамеры

Больше - не значит лучше. Одно из самых ошибочных мнений, что чем больше разрешение видеокамеры, тем четче и лучше будут распознаваться автомобильные номера. На самом же деле разрешение необходимо такое, которого было бы достаточно для верной идентификации номера автомобиля: маленькое разрешение сделает сильную пикселизацию полученных изображений, что приведет к ошибкам и не точному распознаванию. А большое - увеличит нагрузку на вычислительные ресурсы. А мы и так знаем, что процедура идентификации сама по себе достаточно затратная. Зачем еще и на обработку изображения тратить столь дорогие вычислительные ресурсы.
Государственный регистрационный номер имеет размеры 520 мм на 115 мм. Минимально допустимый размер изображения номера в px составляет 80-100, но мы все таки рекомендуем работать с изображением в 150 пикселей.
Золотую середину поможет найти совсем легкая формула:

Установка видеокамеры для распознавания номеров 1.png

Таким образом, рекомендуемое разрешение для идентификации автомобильного номера с шириной проезда в 4 метра составляет 1280 px. То есть нам подойдет видеокамера даже в 1 Мп или 1,3 Мп.

3. Размер матрицы

Следующий параметр, который необходимо учитывать - физический размер матрицы. Чем он больше, тем выше у матрицы светочувствительность, а следовательно получится более качественная и четкая картинка. Матрицу обычно измеряют по диагонали в дюймах и указывают в виде дроби, наиболее часто встречаются матрицы с размерами: 1/4", 1/3", 2/3", 1/2 дюйма.
Правило выбора матрицы простое: при одинаковом количестве пикселей, чем больше физические размеры сенсора - тем лучше: пиксели более крупные, а значит, улавливают больше света. Расположены они менее тесно, а значит меньше взаимных помех и ниже уровень паразитных шумов.
Минимально допустимый размер матрицы для распознавания номеров - 1/3", оптимальный - 1/2".

4. Правильное место установки

После выбора видеокамеры необходимо ее правильно установить. Ниже приведены рекомендации по границам размещения.

Установка видеокамеры для eVision 1.png

Установка видеокамеры для распознавание eVision 2.png

5. Выбор фокусного расстояния

Фокусное расстояние объектива видеокамеры прежде всего подбирается из обеспечения заданного угла обзора и расстояния до области распознавания.
Чтобы правильно подобрать фокусное расстояние, можно воспользоваться любым онлайн калькулятором, например https://www.beward.ru/calculators/. При расчете также следует учитывать размер матрицы. На основании результатов вычисления выбираем объектив с фиксированным фокусным расстоянием. Если возникает ситуация, что точное расстояние до области распознавания определить проблематично (например на стадии строительства объекта), то лучшим вариантом будет использование вариофокального объектива, который позволяет регулировать угол обзора по месту установки видеокамеры. Но как бы ни был хорош вариофокальный объектив для установки, у него есть ряд недостатков:

  • цена (сложная оптическая система таких объективов заведомо не может стоить дешевле);
  • у вариообъективов светосила всегда меньше в сравнении с фиксированным.


Пример расчета фокусного расстояния для ширины зоны контроля в 5 м для видеокамеры с матрицей 1/3" и разрешением видео - 1280x720 px: 

 Расстояние до зоны контроля L, м      3      5      8      15      20      25      30      35
    Фокусное расстояние f, мм      3,6     6      8      14      19      24      29      34

6. ИК-подсветка камеры

Если мы рассматриваем установку системы распознавания номеров на улице, то мы должны быть готовы к изменяющейся освещенности: день/ночь, яркое солнце/пасмурно. И камера должна автоматически подстраиваться под изменяющиеся условия. Для этого камеры оснащают ИК-подсветкой, которая включается с наступлением темноты. Видеокамеры с ИК подсветкой оснащены светодиодами, передающими инфракрасное излучение, практически невидимое человеческому глазу, но матрица камеры распознает такое излучение, и благодаря этому может снимать даже в полной темноте. Разумеется, изображение получается монохромным и не таким четким, но вполне достаточным для детектирования и распознавания автомобильных номеров. Также объектив должен быть с ИК-коррекцией, то есть должен иметь специальное покрытие, компенсирующее разницу в длинах волн видимого и ИК-излучения, что дает четкую картинку с камеры как днем, так и ночью.
Помимо этого объектив должен быть оснащен системой АРД - автоматической регулировкой диафрагмы, которая обеспечивает поддержание освещенности матрицы объектива на оптимальном уровне для обеспечения максимально возможной глубины резкости получаемого изображения в данных условиях.
Для выбора камеры с ИК-подсветкой необходимо учитывать 3 параметра:

  • Угол подсветки

Который должен совпадать с углом обзора объектива видеокамера, иначе можно получить неравномерное освещение картинки: яркое пятно посередине и темные участки по краям.
  • Дальность действия

Зависит от чувствительности матрицы и мощностью излучения светодиодов. Для видеонаблюдения в темное время суток чувствительность матрицы должна быть максимально высокой. Для получения качественного изображения в ч/б режиме съемки ночью мы рекомендуем выбирать камеры с чувствительностью не менее 0,001 люкс.
Что мощности излучения светодиодов, то здесь прежде всего не надо забывать о том, что при высоком токопотреблении, светодиоды начинают нагреваться. Излишнее тепло необходимо отводить, для этого потребуются радиаторы охлаждения, так что рациональность применения мощной внутрикорпусной подсветки можно поставить под сомнение.
К примеру, чтобы увидеть изображение на расстоянии, превышающее 10 метров, суммарная мощность светодиодов должна быть 5-10 Вт.
  • Исполнение
Вариантов исполнения ИК-подсветки может быть два: внутри корпуса видеокамеры и независимый ИК-прожектор.
Использование встроенной ИК подсветки при наличии в камере защитного стекла может привести к частичному отражению от него ИК лучей, что приведет к фоновой засветке объектива. Поэтому при выборе подобной камеры обратите внимание, чтобы объектив и ИК-подсветка были изолированы друг от друга.

7. Специальные настройки видеокамеры

Настроим еще несколько параметров видеокамеры для качественного распознавания номеров: 
  • Выдержка или скорость затвора объектива

Регулировать скорость затвора необходимо для того, чтобы уменьшить “смазывание” изображения в кадре, в данном случае автомобильного номера при движении автомобиля. Чем больше скорость транспортного средства, тем меньше должна быть выдержка.


 Скорость ТС, км/ч     Скорость электронного затвора, сек
     более 40 км/ч      1/1000
     до 40 км/ч       1/500
     0 -10 км/ч      1/250

  • Количество кадров в секунду

Чем больше кадров в секунду мы установим, тем больше раз система распознавания сможет “считать” номер и провести его вычисление. Что естественно приведет к дополнительной нагрузке на алгоритмы распознавания, но не повысит качество распознавания. Для системы распознавания eVision Control мы рекомендуем 3-5 кадров в секунду для автомобилей, движущихся со скоростью до 20 км/ч, 5-8 к/с - для скорости автомобиля до 40 км/ч.

  • Формат и степень сжатия

Формат и степень сжатия видео прежде всего определяются шириной полосы пропускания (ШПП) канала, по которому будет передаваться видео. Наиболее распространенный формат сжатия - H.264, который передает качественную картинку даже при минимальной ШПП канала. Но при этом требует предварительной обработки изображения, что приводит к временной задержке. Если же Вы не ограничены ШПП канала, то лучше использовать MJPEG, который позволяет снизить нагрузку на декодирование.

  • Широкий динамический диапазон (WDR)

И аппаратный и программный WDR неоднозначно хорошо влияет на получаемое изображение с камеры именно в разрезе распознавания автомобильных номеров. Так как система распознавания работает с каждым кадром отдельно, а алгоритмы WDR комбинируют кадры с разной выдержкой для осветления темных областей на кадре и затемнения засвеченных зон. В какой области будет номер не известно и на комбинированном кадре в итоге он может получиться смазанным.

  • Режим съемки изображения: цветное или черно/белое

Для распознавания номеров, да и лиц в том числе, цветное изображение дополнительную информацию нам не несет, а только создает дополнительные нежелательные эффекты: уменьшается контрастность изображения. Поэтому для оптимизации работы видеокамеры рекомендуем Вам перевести камеру на съемку в черно/белом режиме.

Вот лишь некоторые параметры видеокамеры, на которые необходимо обратить внимание при проектировании и установке системы распознавания автомобильных номеров, так как результат распознавания будет непосредственно зависеть от качества видеоматериала и места установки оборудования. Как говорится, “лучше семь раз отмерь, чем 1 раз отрежь”.


27 Марта 2019

Возврат к списку

 

Лента новостей