AutoTRASSIR. Рекомендации по выбору оборудования для распознавания госномеров
Существуют два основных варианта работы системы распознавания автомобильных номеров AutoTRASSIR:
Рекомендуемые IP-камеры с аппаратным распознаванием номеров для модуля AutoTRASSIR HW*
*В перечне указаны камеры по которым проводилась прямая интеграция с AutoTRASSIR HW. С большой долей вероятности с AutoTRASSIR HW будут работать и другие камеры производства компаний Hikvision и Dahua имеющие встроенное распознавание автомобильных номеров. Если камеры нет в указанном списке, то для работы с AutoTRASSIR HW, при добавлении камеры в ПО TRASSIR, необходимо воспользоваться функцией Автоопределение
Помимо лицензии на подключение камеры, требуется отдельная лицензия для работы с модулем AutoTRASSIR
Рекомендации по подбору видеокамеры для работы с программным модулем AutoTRASSIR
Разрешение камеры
Стандартный автомобильный номерной знак имеет ширину 520 мм.
Таким образом плотность пикселей в области съемки должна составлять 140/520
Рассмотрим в качестве примера вариант въезда на парковку шириной 4 м.
Для расчета требуемого количества пикселей по горизонтали можно просто умножить требуемую плотность пикселей на ширину проезда
269*4=1076 px
Для данного случая достаточно использовать камеру с разрешением HD (1280х720pix).
Также можно воспользоваться формулой:
Hpx≈ 538 * L * tg(α/2)
Допустим камера будет устанавливаться на расстоянии 5м, то для проезда 4м потребуется угол обзора 43.6 градуса
Hpx ≈ 538 * L * tg(α/2)=538*5*0,4=1076 px
Для распознавания автомобильных номеров не обязательно использовать камеры высокого разрешения, так как избыточность разрешения повышает нагрузку на сервер без существенного увеличения качества распознавания и даже может привести к негативному эффекту за счет того, что матрицы с более высоким разрешением имеют меньшую светочувствительность. Под большинство задач будет достаточно камеры с разрешением 2Мп.
Вместо увеличения разрешения, более правильно будет обратить внимание на качество объектива и размер матрицы:
Чем больше светосила объектива, тем большее количество света пропускает объектив на матрицу камеры.
Чем больше размер матрицы, тем выше ее светочувствительность.
Правильный подбор этих параметров может обеспечить высокое качество изображения даже в плохую погоду и при низкой освещенности.
Рекомендуем камеры с матрицей 1/2,5” дюйма. Желательно не использовать камеры с матрицей меньше 1/3”
Встроенный функционал
Далеко не все дополнительные функции видеокамеры, в том числе и “улучшения” изображения будут полезными для распознавания.
“Вредными” функциями являются (необходимо отключить):
Позволяет компенсировать засветку от фар автомобиля ночью, но следует учесть, что из за отраженного света от ИК подсветки камеры, номер может попасть в зону компенсации. В таких случаях рекомендуется отключить ИК подсветку камеры и использовать дополнительные ИК прожекторы, так как свет от них будет падать под углом по отношению к оптической оси камеры.
Для улучшения качества распознавания в темное время суток, более эффективным будет применение дополнительного освещения, нежели программные функции компенсации камеры. Для это можно использовать обычное освещение в виде уличного фонаря, установленного в зоне распознавания, или установить дополнительный ИК прожектор.
Большинств програмных функций делает картинку “лучше” для человеческого глаза, но при этом ухудшает ее с точки зрения программного детектора. Человек смотрит картинку в динамике, а модуль работает со стоп кадрами. Поэтому качество картинки правильнее проверять на стоп кадрах.
Обязательная функция
Возможность ручного регулирования выдержки (времени экспозиции, shutter).
Таблицу соответствия скорости автомобиля и требуемой выдержки можно найти в руководстве администратора к ПО TRASSIR
Объектив
При выборе объектива рекомендуем ориентироваться на значения светосилы не меньше F/1,4. Чем выше светосила (F/1,3; F/1,2 …) тем лучше.
Объектив должен иметь Автодиафрагму (АРД). Фиксированную диафрагму можно использовать только для мест с постоянной освещенностью, например подземных паркингах.
Фокусное расстояние следует выбирать исходя из таких параметров как:
Расстояния от камеры до зоны распознавания;
Ширины зоны распознавания.
В интернете существует достаточно большое количество калькуляторов, которые облегчат задачу расчета требуемого фокусного расстояния.
Для примера описанного выше, где расстояние до места распознавания 5м и шириной зоны 4м, камере с форматом матрицы 1/2” дюйма требуется объектив с фокусным расстоянием 8мм.
Какой объектив выбрать: вариофокальный или с фиксированным фокусным расстоянием зависит от конкретной ситуации.
Объективы с фиксированным фокусным расстоянием имеют большую светосилу, но вариофокальный объектив позволяет более гибко осуществлять настройку и менять место установки камеры.
Не мало важным фактором в распознавании номеров является правильная установка камеры. Требования к установки и настройки камеры указаны в руководстве администратора к ПО TRASSIR
Критерии выбора IP камер для распознавания номеров
Технологии программного распознавания номеров автомобилей и лиц людей, становятся все более востребованы. Например, автоматическое распознавание номеров автомашин может использоваться как компонент системы контроля доступа, для организации биллинговых систем платных парковок, автоматизации пропуска автомобилей или для сбора статистической информации (повторные визиты в ТРЦ или на мойку, например). Все это по силам современному интеллектуальному ПО. Что же нужно для реализации подобной системы? В принципе, не так и много – видеокамеры, удовлетворяющие определенным требованиям и соответствующий интеллектуальный программный модуль. Например, ПО AutoTRASSIR или более бюджетный НомерОК
В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать цифровую видеокамеру, способную формировать качественное видеоизображение, приемлемое для задач программного распознавания номеров автомобилей
Эффективное распознавание номеров стало доступнее!
Теперь распознавание возможно силами самой камеры! Экономьте на лицензиях и серверном оборудовании. Узнать больше.
Разрешение
Еще несколько лет назад размер номерного знака на экране измерялся в % от ширины кадра. Все телекамеры были аналоговыми и их реазрешение было величиной постоянной. Теперь, когда матрицы могут иметь разрешение от 0.5 до 12Мп, относительные величин не применяются и требуемая ширина номерного знака измеряется в пикселях.
Для большей надежности можно порекомендовать ориентироваться на значение ширины номерного знака в 150 пикс. А если вспомнить, что ширина номерного знака по ГОСТу составляет пол метра (520мм если быть точным), то мы приходим к требуемому разрешению в 300 точек на метр.
Линейное разрешение пикселей на метр зависит от угла обзора и разрешения матрицы камеры. Рассчитать его можно по формуле:
Rlin– линейное разрешение, пикселей на метр
𝛼 – угол обзора камеры
L– расстояние от камеры до объекта
Также вы можете воспользоваться нашим онлайн-калькулятором на странице Интересующего вас товара, на вкладке «Что увижу».
Знаете ли вы, что на нашем сайте вы можете легко и просто визуально оценить размер лица человека или номера автомобиля, который вы сможете получить от той или иной модели камеры с того или иного расстояния? Узнать как!
Ниже приведено (для примера) несколько вариантов камер IP видеонаблюдения с указанием максимальной дистанции, с которой возможно распознавание номерных знаков (ширина номерного знака 150 пикс). Обратите внимание, для камер с вариофокальным объективом в расчете использовалось максимальное значение фокусного расстояния
Разрешение по горизонтали
Max. ширина обзора, м
Важно понимать, что камеры с более высоким разрешением могут вести наблюдение за более широкими зонами, поэтому их на один и тот же участок требуется меньше. При этом линейное разрешение остается в пределах требований по идентификации. Данный факт делает экономически обоснованным использование камер высокого разрешения во многих ситуациях.
Светочувствительность и скорость затвора
Для уверенного распознавания автомобильных регистрационных знаков камера должна обладать хорошей светочувствительностью и возможностью ручной установки скорости затвора (shutter speed или просто выдержки). Это требование крайне важно при построении систем распознавания номеров автомобилей, движущихся на высокой скорости. Для машин, движущихся со скоростью до 30км/ч (а именно такие проекты мы, как правило, и реализуем для наших заказчиков: коттеджных поселков, жилых комплексов, парковок ТЦ, различных закрытых территорий) это требование менее важно, но недооценивать его нельзя, ведь для достижения высокого качества распознавания камера должна снять не менее десяти кадров с читаемым номером. Поэтому, например, для распознавания номера а/м, двигающегося со скоростью 30км/ч при угле установки камеры до 10 градусов относительно оси движения, скорость затвора должна быть порядка 1/200 секунды. Для многих недорогих камер такая выдержка даже днем при пасмурной погоде может оказаться недостаточной, и картинка окажется темной и/или зашумленной. Поэтому стоит обращать пристальное внимание на размер матрицы и ее качество. В идеале использовать специализированную черно-белую камеру с CCD матрицей. Однако цена их весьма высока а разрешение обычно не более 1Мп, что накладывает серьезные ограничения на их применимость. В общем случае не следует гнаться за высоким разрешением, если на то нет объективных причин. Относительно недорогие камеры ультра-высокого разрешения (4Мп, 5Мп и выше) построены на матрицах 1/3, 1/2.8 и, реже 1/2.5 дюйма. Такой же размер матрицы имеют и камеры с разрешением 1.3 и 2Мп. Как следствие, размер каждого светочувствительного элемента в камере 1.3Мп ощутимо больше чем в камере 5Мп, а чем больше размер – тем больше света может собрать каждый светочувствительный элемент. Именно поэтому рекомендуемые нами для задач распознавания номеров IP камеры редко имеют разрешение больше 2Мп.
Широкий динамический диапазон (WDR), компенсация фоновой засветки
Динамический диапазон камеры определяет соотношение между максимальной и минимальной интенсивностью света, которые может нормально фиксировать ее сенсор. Иными словами, это способность камеры передать без искажений и потерь одновременно и ярко освещенные и темные участки изображения. Данный параметр очень важен при автоматическом распознавании номеров, т.к. помогает бороться с засветкой камеры светом фар. Однако даже самые продвинутые камеры с WDR в 140dB не всегда в состоянии справиться с высококонтрастным освещением. В этом случае устанавливается дополнительное освещение видимого света или работающее в ИК диапазоне, подсвечивающее зону, в которой происходит распознавание номера.
При выборе камеры стоит обратить внимание на модели с аппаратным, а не программным механизмом расширения динамического диапазона, основанном на 2-кратной съемке каждого кадра с разной экспозицией. Такая камера делает не менее 50(60) кадров в секунду и «склеивает» каждую пару на уровне процессора. Такие камеры заметно дороже, но их эффективность того стоит. Подробнее о WDR можно почитать тут
Глубина резкости
Глубиной резкости, или, полностью, глубиной резкости изображаемого пространства (ГРИП) называется диапазон расстояний на в котором предметы воспринимаются как резкие.
Этот параметр определяется фокусным расстоянием, диафрагмой и расстоянием до объекта. Чем больше глубина резкости – тем больше зона фокусировки и тем больше возможностей «поймать» достаточное количество четких кадров движущегося автомобиля.
Пожалуй, максимальное влияние на глубину резкости оказывает диафрагма объектива. Чем меньше отверстие диафрагмы – тем больше глубина резкости, чем больше – тем ГРИП меньше. Все рекомендуемые нами камеры для распознавания номеров умеют подстраиваться под изменение условий освещения за счет автоматического изменения диафрагмы. Настройку фокуса таких камер рекомендуется производить при максимально открытой диафрагме, когда глубина резкости минимальна.
Искажение
Многие объективы немного искажают изображение. Наиболее часто встречается так называемое «бочкообразное» искажение картинки. Это связано с увеличением, которое больше в центре и меньше по краям, что приводит к изменению размеров объекта. Так, если один и тот же объект попадет в центр изображения и на его край – его размеры на краю будут казаться меньше. Это может повлиять на возможность идентификации.
Чем короче фокусное расстояние – тем сильнее может быть заметно искажение. Поэтому камеры с широкоугольными объективами (менее 4мм) для идентификации применять нежелательно.
Шумы и цветопередача
Чем меньше шумов и чем точнее цветопередача – тем лучше для идентификации. Поэтому рекомендуется обратить внимание на такие параметры как минимальная освещенность камеры, а также наличие функций шумоподавления. Подавление шумов особенно актуально при недостаточной освещенности, когда датчики камеры сильно «шумят», что осложняет идентификацию. Следует понимать, что во многих случаях шумоподавление и прочие электронные «примочки» не могут справиться, и нужно обеспечить достаточный уровень освещения на объекте.
Сжатие видео
Современные IP-камеры передают сжатый видеосигнал, причем, если движения в кадре нет или оно минимально – трафик будет небольшим. Если же движение в кадре интенсивное – трафик будет расти. Поэтому, в случае выставления в настройках камеры постоянного битрейта, картинка будет пригодной для идентификации при отсутствии движения, но непригодной – при интенсивном движении в кадре. Для идентификации рекомендуется выставлять переменный битрейт с самым высоким уровнем качества. В этом случае будет обеспечиваться нужное качество изображения.
Рекомендуемые модели
Корпусная 2 Мп видеокамера Hikvision DS-2CD4025FWD-A Матрица: 1/2.8” Progressive Scan CMOS Макс. разрешение: 2мп, 1920 x 1080 пикс Аппаратный WDR 140dB Объектив: 2.8-12 мм Особенности: камера внутренняя, для установки на улице необходим термокожух. Объектив в комплект не входит и приобретается отдельно
Корпусная 1,3 Мп видеокамера Hikvision DS-2CD4012FWD-A Матрица: 1/3” Progressive Scan CMOS Макс. разрешение: 1,3мп, 1280 x 960 пикс Аппаратный WDR Объектив: 2.8-12 мм Особенности: камера внутренняя, для установки на улице необходим термокожух. Объектив в комплект не входит и приобретается отдельно
Уличная 2 MP сетевая камера AXIS P1365-E c WDR и Lightfinder
Матрица: 1/2.8” Progressive Scan CMOS Макс. разрешение: 2мп, 1920 x 1080 пикс Аппаратный WDR Технология Lightfinder Объектив: 2,8-8 мм @F1.3 Особенности: Высокая чувствительность, автофокус
Какие нужны камеры для распознавания номеров автомобилей
Современное видеонаблюдение позволяет собирать информацию о потоке движения автомобилей и пешеходов, а также предоставляет различные возможности видеоаналитики.
Функции определения количества посетителей, идентификации лиц, распознавания и фиксирования номеров стали востребованы среди частных организаций и предпринимателей.
Рассмотрим подробней важную функцию определения номерных знаков. Системы видеонаблюдения могут совмещаться с системой управления доступом. Видеокамера определяет номер, а система аналитики ищет совпадение в перечне номеров базы данных и при его наличии, дает разрешение системе контроля доступа на въезд транспортного средства.
При планировании установки системы видеонаблюдения нужно отделить задачу определения номеров от функции наблюдения за транспортом и пешеходами. Видеокамеры для распознавания номерных знаков имеют ограничения на места установки, а также они нуждаются в особой настройке. Камера должна быть сфокусирована только на участке, где проезжают транспортные средства. Поэтому лучше устанавливать камеры, у которых неподвижный объектив. У них есть дополнительное преимущество в характеристиках светочувствительности.
Разрешение камеры
Высокое разрешение камеры еще не означает качественное выполнение поставленной задачи по распознаванию номеров. Расчетное оптимальное разрешение может дать даже лучший результат. Чем выше разрешение, тем хуже светочувствительность, а это ухудшает определение номеров при плохом освещении.
При расчете требуемого разрешения используют следующую формулу: (w/n)*p, где w – ширина осмотра зафиксированного номерного знака; n – размер номерного знака; p – предлагаемая ширина отображаемого номера, измеряемая в пикселях.
Рассмотрим расчет на следующем примере: средний размер знака – 0,52 м, ширина контролируемой зоны – 3 м, а рекомендуемый размер обычно принимают в 200 пикселей. Получаем такой ответ:
(w/n)*p = (3/0,52)*200 = 1154 пикселя.
Из расчета видно, что подходящим вариантом будет камера со стандартным HD форматом съемки (1280*720 пикселей). Но это справедливо если расстояние от камеры до номера 3-5 метров. Если расстояние больше, то и разрешение камеры необходимо выше. Если это расстояние превышает 20м, то необходима камера с вариофокальным объективом. Она позволит сузить угол обзора, тем самым увеличив фиксируемый объект на экране монитора.
Характеристики видеокамер для распознавания номеров
Нужно принимать во внимание размер самой матрицы. Большая матица обладает большей светочувствительностью. Чтобы распознавать номера, матрица должна быть не меньше 1/3 дюйма. Но для качественного определения номеров необходима матрица от 1/2 дюйма и больше. Например IP камера BL2-SUNR-4-02 с матрицей Sony IMX 185 размером 1/1.8.
Не менее важна и характеристика светосилы. Этот показатель определяет объектив видеокамеры и обозначается как число F. Оно характеризуется отношением фокусного расстояния к значению раскрытия диафрагмы. Характеристика сигнал/шум будет лучше при большей светосиле, так как на матрицу поступает больше света. С увеличением светосилы уменьшается и количество цифровых шумов. Определение номеров требует значение светосилы от F/1,4 и выше.
Даже самые лучшие камеры неспособны определить номер автомобиля, находящегося в полной темноте. Поэтому нужно сразу позаботиться о нормальном освещении. Большая часть современных камер обладает ИК-подсветкой, но эта функция вынуждает переходить в режим черно-белой съемки. При ИК-подсветке происходит дополнительный нагрев камеры, что может вызвать перегрев в жаркое время года, а это создаст лишние помехи.
Имеет значение и показатель числа кадров в секунду. Рекомендуются камеры с частотой 25 к/с. На участках с малой скоростью движения транспортного потока видеокамеры переключают в режим 12 к/с или ниже. Это позволяет уменьшить нагрузку на устройство, чтобы лучше обрабатывать поступающие объемы информации.
Расположение видеокамеры
Для получения ожидаемого результата оборудование нужно размещать с четким соблюдением всех условий
Чтобы автоматически фиксировать номера в базе данных, необходима специальная программа для камеры либо ПК, распознающая номерные знаки. Сейчас появились в продаже и камеры, которые сами распознают номера автомобилей.
Аппаратное распознавание номеров на базе IP-камер Hikvision и ПО TRASSIR
На текущий момент возможности начинки IP камер позволяют использовать камеру не только как источник видео, а также добавлять в нее дополнительные функции, ранее не свойственные камерам видеонаблюдения.
На текущий момент в IP камеры профессиональных серий встроено достаточно много аппаратных функций, основанных на аналитики видеоизображения. На пример, в камерах Hikvision имеются следующие функции:
В рамках данной статьи мы рассмотрим одно из новых направлений развития аппаратной аналитики в IP камерах профессиональной серии компании Hikvision. А вернее решение, основанное на связке функционала камер и программного обеспечения Trassir.
Есть такая сфера применения видеонаблюдения как распознавание номеров транспортных средств. По результатам распознавания производится (или не производится) какое-либо действие, как варианты:
Традиционно, задачу распознавания номеров брало на себя программное обеспечение, которое устанавливается на сервер. Задача камеры состоит в том, чтобы предоставить видеоизображение, пригодное для распознавания номеров.
При использовании рекомендованных камер видеонаблюдения, качество распознавания стремиться к 100%, и в целом решения на базе ПО Trassir получили много положительных отзывов, что подтверждается большим количество установок систем распознавания номеров на базе ПО Trassir.
У всех решений для распознавания номеров, основанных на базе программных решений, есть один недостаток, это их стоимость. Цена на решение на базе программных комплексов для распознавания номеров колеблется около 200 т.р. в зависимости от вариантов решения.
Рассчитаем стоимость решения для распознавания номеров:
№
Наименование
Стоимость
Камера Hikvision DS-2CD4A25FWD-IZHS
Видеорегистратор TRASSIR QuattroStation на TRASSIR OS
С недавних пор у клиента появилась альтернатива для организации системы распознавания номеров.
Аппаратные возможности IP камер достигли того уровня, когда камера может полноценно брать на себя часть возможностей, которые до этого брал себя исключительно сервер.
Компания Hikvision выпустила линейку IP камер, в которых уже встроен функционал распознавания номеров транспортных средств.
Список камер, поддерживающих данный функционал, достаточно обширный. Это камеры профессиональной Smart серии Hikvision с разрешением 2 мп.
При использовании данных камеры вы снимаете основную нагрузку с сервера, задачей сервера будет отобразить в удобной для клиента форме и записать полученную информацию.
Рассмотрим процесс организации системы распознавания номеров на базе камер Hikvision с аппаратной аналитикой.
Для начала требуется установить специальную прошивку, в которую включен необходимый нам модуль.Прошивку можно получить по запросу в техническую поддержку компании DSSL.
После обновления прошивки в настройках камеры появится меню для распознавания номеров. Вид меню представлен ниже.
Рис. 1
Количество настроек модуля минимально. После обновления прошивки камера сразу готова к выполнению обязанностей по распознаванию номеров.
Поддерживаются шаблоны в том числе и номеров для России стран СНГ.
После правильной установки и настройки камеры приступаем к настройке программного комплекса Trassir.
Для активации функции в ПО Trassir достаточно активировать функцию в настройке канала:
Рис. 2
После активации функции “Аппаратный LPR” процесс настройки в ПО Trassir модуля аппаратного распознавания номеров завершен. Вам останется только настроить шаблон для вывода номеров.
В итоге, для оператора не будет разницы как происходит распознавание номеров, с помощью камеры или силами ПО Trassir. Оператор будет использовать единый, привычный для него интерфейс.
Также вы можете использовать стандартные для Trassir функции, такие как поиск номера в архиве, вывод шаблона на печать, скрипты и тд.
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
Рис. 6
Также есть еще одно, неочевидное на первый взгляд, преимущество.
Система распознавания номеров довольно затратное решение для заказчика. И конечно же заказчик хочет сэкономить. На чем можно сэкономить при использовании программного распознавания номеров:
а) север, достаточно неоднозначно, бюджетный сервер может просто напросто не потянуть данный функционал.
б) программное обеспечение, вам предлагается на выбор несколько решений, минимальное из которых стоит 41 тысячу рублей.
в) камера видеонаблюдения. Именно на ней и стараются экономить, так как современные камеры бюджетного и профессионального сегментов по спецификациям отличаются очень незначительно. В итоге заказчику предлагают бюджетную камеру под соусом “если нет разницы, зачем платить больше”.
При использовании решения на базе аппаратного распознавания заказчик будет вынужден использовать камеры из утвержденного списка. Это оборудование профессионального сегмента, которое предназначено для работы в сложных условиях освещения. И можно однозначно сказать, что камеры справятся с поставленной для них задачей. Это своего рода защита от некачественного оборудования.
Сравнение стоимости аппаратного и программного решения
Выше мы приводили расчет при использовании программного модуля распознавания номеров.
Предлагаю сравнить стоимость решений: аппаратное решение и программное обеспечение.
Аппаратная аналитика
Программная аналитика
Hikvision DS-2CD4A25FWD-IZHS 55 990 руб.
Hikvision DS-2CD4A25FWD-IZHS 55 990 руб.
TRASSIR MiniNVR AnyIP 4
TRASSIR QuattroStation на TRASSIR OS 111 899 руб.
AutoTRASSIR HW до 150 км/ч 6 990 руб.
AutoTRASSIR до 30 км/ч 57 600 руб.
ИТОГО
82 098 руб.
225 489 руб.
При использовании 1 канала распознавания выгода порядка 130 тысяч рублей.
Выводы
Современные камеры стали обладать таким функционалом, который уже возможно использовать в серьезных проектах. Наши тесты доказали, что качество аппаратного распознавания номеров, сопоставимо с программными решениями, а стоимость итогового решения будет выгоднее для заказчика.
Современное видеонаблюдение позволяет собирать информацию о потоке движения автомобилей и пешеходов, а также предоставляет различные возможности видеоаналитики.
Нужно принимать во внимание размер самой матрицы. Большая матица обладает большей светочувствительностью. Чтобы распознавать номера, матрица должна быть не меньше 1/3 дюйма. Но для качественного определения номеров необходима матрица от 1/2 дюйма и больше. Например IP камера BL2-SUNR-4-02 с матрицей Sony IMX 185 размером 1/1.8.
