Распознавание номерных знаков в видеонаблюдении

Распознавание автомобильных номеров является одной из востребованных функций видеоанализа . Иногда 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. Кроме того, требуются специальные настройки.  Фокус камеры должен быть направлен строго на участок, предназначенный для проезда автомобилей (в большинстве случаев это 3-4 метра). В связи с этим рекомендуется использовать камеры с фиксированным объективом. Кроме того, они 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 результат хуже по сравнению с расчётным. Это связанно с тем, что у камер с увеличением разрешающей способности ухудшается светочувствительность, что негативно влияет на распознавание номеров в ночное время.

Для расчёта 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 следующий расчёт:

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

Расчет показывает, что нам подойдет камера с разрешением HD (1280х720 пикселей).

Камеры для системы распознавания должны иметь определенные характеристики

Следует учесть физический размер матрицы. Чем больше матрица, тем она более светочувствительна. Минимально допустимый размер матрицы, для распознавания номеров 1/3 дюйма. Наиболее хорошо себя проявляют матрицы размером 1/2 дюйма и выше.

Рисунок 1. Сравнение изображений, получаемых в тёмное исветлое время суток с камер, отличающихся размером матрицы

При выборе камеры следует так же учесть параметр светосилы.Он определяется выбором объектива для камеры и указывается в виде F-числа, которое определяется соотношением фокусного расстояния и величины раскрытия диафрагмы.Чем больше светосилы, тем больше света попадет на матрицу камеры и 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 не 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 ИК-подсветку, однако использование встроенной ИК подсветки означает необходимость перевода камеры в чёрно-белый режим. Кроме того, дополнительное тепло, выделяемое при ИК-свечении, может в летнее время стать излишним, привести к перегреву, создавая дополнительные помехи.

Так же обратим внимание на такую характеристику камеры, как количество кадров в секунду. Мы, как производитель, рекомендуем 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 с оборудования, необходимую на обработку массива информации.

Размещение видеокамеры

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

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

Рисунок 2. Допустимый угол наклона номерного знака

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

Для захвата двух полос движения можно разместить камеру следующим образом:

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

 После установки камеры днем требуется обязательная проверка качества получаемого изображения в тёмное время суток.  

Настройки на камере:

Режим диафрагмы – авто, уровень 50.

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

Переключение день/ночь – авто (если не используется дополнительное освещение в ночное время). Интеллектуальная подсветка – вкл. (если присутствует).

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, которое имеет функцию распознавания номера.