Распознавание автомобильных номеров

Нейросетевая видеоаналитика повысила эффективность и расширила функционал систем видеонаблюдения. В Москве с ее множеством дорог, организаций и парковок видеоаналитика позволяет «снимать» и анализировать информацию с онлайн-потока в автоматическом режиме, а также оперативно реагировать на форс-мажорные обстоятельства. Среди возможностей интеллектуального видеомониторинга – охрана периметра, детекция курения в неположенных местах, определение пола и возраста, поиск пропавших детей по приметам, обнаружение очагов возгорания, контроль скопления людей в общественных местах и т.д. Одна из самых востребованных функций нейросетевой видеоаналитики – распознавание автомобильных номеров.

Данная функция применяется для учета и контроля транспортных средств, заезжающих на охраняемую территорию, или для мониторинга и анализа трафика на дорожных магистралях. Ее активно используют во многих учреждениях и отраслях. Среди них:

• Бизнес-инфраструктура: офисы, банки, гостиницы, рестораны, магазины, торговые центры;
• Развлекательные центры;
• Спортивные сооружения: стадионы, спорткомплексы, фитнес-клубы;
• Промышленные предприятия: фабрики, заводы, строительные объекты, экспедиции;
• Склады и логистические центры;
• Госучреждения: муниципалитеты, суды, тюрьмы;
• Транспортные узлы: вокзалы, порты (речные и морские), аэропорты, парковки, автозаправочные станции;
• Образовательные и медицинские учреждения;
• Частные дома и жилые комплексы.

Компания Мелдана выполняет монтаж и настройку систем распознавания номеров в Москве и Подмосковье. Мы сотрудничаем с физическими и юридическими лицами и разрабатываем решения под конкретные задачи, поставленные заказчиком услуги.

Функции систем распознавания символов

1. Ограничение доступа. Позволяет препятствовать проезду на обслуживаемую территорию посторонним (не зарегистрированным) авто.
2. Оформление базы данных. Для составления «черных» и «белых» списков автомобильных номеров.
3. Сохранение информации, напрямую касающейся идентификации номерных знаков: даты и времени распознания, а также видеофрагмента с заездом автомобиля на охраняемую площадь.
4. Структуризация базы номерных символов в удобном формате. Например, в CSV или XLS.
5. Автоматизированный поиск автотранспорта, числящегося в угоне.
6. Автоматическое понятие шлагбаума при въезде зарегистрированных и выезде транспортных средств с парковочной зоны. Как следствие – интеграция модуля со СКУД.
7. Регистрация машин, заехавших на охраняемый периметр и отслеживание времени их пребывания в парковочной зоне.
8. Обеспечение платного въезда на парковку. Данная функция актуальна для бизнес-сектора: частных пансионатов, торговых центров, ресторанов и т.д.
9. Эффективное управление трафиком. Плагин позволяет регулировать движение ТС, что особенно полезно для предприятий, на чью территорию постоянно заезжает транспорт. В частности – для складов, логистических центров или платных парковок.

Классификация комплектов определения автомобильных номеров

Существующие на рынке системы можно разделить на два вида:

1. Программные. В настоящий момент – наиболее распространенные комплекты для распознавания номерных знаков. Для их работы необходим удаленный сервер (облачный или «физический»), компьютерное оборудование и соответствующее программное обеспечение. Преимущества данного метода: снижение нагрузки на периферийные устройства, входящие в комплект, и возможность подключения к системе практически любых камер, вплоть до аналоговых. Минусы: сложность пуско-наладочных работ, чрезмерная загруженность сети и высокая стоимость. «Физический» сервер представляет собой мультифункциональный компьютерный девайс, обеспечивающий полный рабочий цикл «интеллектуальных» видеосигналов. Примером облачного сервера может служить ресурс Amazon Rekognition. Его плюсы: сравнительно невысокая абонентская плата, хорошая масштабируемость и высокая информационная безопасность.
2. Аппаратные. Относительно новый формат анализа видеоконтента, при котором идентификацию символов выполняет программный модуль, установленный непосредственно на видеокамеру. Технологию считывания автомобильных номеров поддерживают не все камеры, а только IP-модели, производители которых предусмотрели такую опцию. Чаще всего установка модуля на цифровую камеру происходит по аналогии со скачиванием приложений из Google Play. Однако существуют модели IP-камер, уже выпускаемые с предустановленным плагином для считывания номерных знаков. Преимущества данного формата: более низкая стоимость, минимальная загруженность локальной сети (поскольку анализ данных выполняет процессор видеокамер) и сниженные требования к ее пропускным свойствам, возможность автономной работы без участия центрального сервера. Недостаток – обязательное согласование программного обеспечения с функционалом конкретных IP-камер. Также существует подвид аппаратных систем, в котором считывающая аналитика устанавливается на видеорегистратор. Этот способ прост в настройке и использовании, но ограничен количеством камер, которые можно подключить к обслуживающему регистратору.

Как работают модули распознавания номеров ?

Функционирование системы обеспечивают ПО, видеокамеры и опционально – компьютерное оборудование. Ключевую роль играет программное обеспечение, представленное «интеллектуальным» плагином или, как его называют специалисты, ядром распознания. Задача плагина – обработка и анализ видеоконтента, транслируемого видеокамерами.

Стандартный алгоритм выглядит так:

1. Локализация. Обнаружение на исследуемом видеофрагменте зон, на которых может присутствовать номерной знак. Процедура выполняется с помощью специальных математических методик.
2. Сегментация. Исследуемая зона разделяется на гипотетические символы. Гипотетические, потому что плагин еще не готов определить наличие госномера на видеокадре.
3. Классификация нарезанных сегментов. Каждый сегмент соотносится с заложенными в базу данных буквами и цифрами (присутствующими в номерных знаках), после чего классифицируется как искомый символ или отвергается.
4. Формирование номерного знака. Плагин конструирует из распознанных символов все возможные комбинации букв и цифр и в итоге выбирает наиболее релевантную. Точность распознавания номеров в рамках современных софтов, как правило, достигает девяноста девяти процентов.

Существуют объективные факторы, не позволяющие выполнять идентификацию со стопроцентной точностью. Среди них – слабое освещение, загрязненность знака, неудачный угол обзора конкретных камер и т.д. Перестройка модуля под уровень «100%» чревата ложными срабатываниями, поэтому разработчики, как правило, закладывают в софт минимальную вероятность неверной идентификации символов.

Теперь поговорим о различиях в работе программных и аппаратных комплексов. Сначала рассмотрим принцип функционирования «среднестатистической» программной системы. Уровень точности таких ПО колеблется в пределах 95-99 процентов. В зависимости от заложенных алгоритмов распознания, программа способна находить не только российские номера, но и, например, белорусские, английские, немецкие и израильские.

Особенности работы:

1. Допустимо подключение к серверу даже аналоговых онлайн-камер, а их количество регулируется мощностью от мощности обслуживающего компьютера. Поэтому при проектировании сети видеомониторинга необходимо рассчитать производительность видеокарты, процессора и памяти. Пропускная способность системы будет зависеть разрешения и других рабочих характеристик видеокамер.
2. Взаимодействие плагина с базой данных может происходить двумя способами. При первом – связь обеспечивает сервер, устанавливаемый на обслуживающий ПК вместе с плагином. Второй способ – более сложный. Он подразумевает запись БД на один из модулей и постоянное взаимодействие этого модуля с обслуживающими терминалами и серверным компьютером.
3. Интерфейс видеосистемы позволяет настраивать активацию тревожных сигналов для конкретных номеров или номерных групп (например, автомобилей МВД или других ведомственных служб). Сам сигнал может быть реализован тремя способами: текстовым, звуковым или световым оповещением. Звуковое оповещение допускает включение разных звуков (сирен, ревунов, звонков) для разных событий. Световое, как правило, реализуется через мигание светодиодных лампочек.
4. В структуру сети обычно входит контроллер, позволяющий оперативно отсматривать интересующие события и менять конфигурацию плагинов в ручном или автоматическом режиме. Контроллер подключается к серверу и также, как остальное оборудование работает на общем ПО.
5. Большинство современных модулей работает на ОС Windows или Windows Vista.
6. Одна из востребованных опций – интеграция считывателей номеров со СКУД. При данном сценарии сервер занимается только определением символов, далее в действие вступает контроллер контроля управления доступом, который обеспечивает открытие/блокировку преграждающей конструкции (шлагбаума, ворот, болларда) в зависимости от результатов анализа. То есть функционал сервера сжимается до уровня стандартизированного идентификатора.

Среди известных разработчиков программных систем – бренды Трал-Паркинг, НомерОк, iPera, CVS-Авто, TRASSIR, SpecLab.

В работе аппаратных систем основная нагрузка ложится на IP-видеокамеры. Уровень их точности сопоставим с программными аналогами – 95-99 процентов. Рассмотрим особенности аппаратных комплектов на примере одного из ведущих разработчиков в области видеотехнологий – HikVision.

В ассортименте китайского бренда – более сорока моделей IP-камер, распознающих автотранспортные знаки. Все они относятся к четвертой серии «DS-2CD4ххх Smart-IP». HikVision предлагает два варианта функционирования видеокомплектов:

1. Настройка камер (формирование «белого» и «черного» списков машин) осуществляется с помощью интернет-браузера. При заезде транспортного средства на охраняемую территорию, встроенный в IP-камеру плагин самостоятельно управляет преграждающей конструкцией, открывая ее или блокируя, в зависимости от опознанного или не опознанного номерного знака. В работе этого варианта видеоанализа присутствуют недостатки. Во-первых, при составлении «белых» и «черных» списков вам придется вносить настройки на каждую камеру в отдельности. Во-вторых, программа не фиксирует дату/время/направление заезда ТС, что делает невозможным формирование отчетности.
2. Идентификацию символов выполняют видеокамеры, но расшифрованная информация переправляется на видеорегистратор, который формирует статистические отчеты (дата/время/направление проезда). База данных с разрешенными/запрещенными госномерами также формируется в программных настройках видеорегистратора, причем единовременно для всех онлайн-камер.

Разработкой аппаратных решений занимаются и другие производители, в том числе бренды Axis, Beward, NedAp, iPera.

Особенности ПО

Важнейшими характеристиками программного обеспечения являются:

1. Количество поддерживаемых видеоканалов (то есть число камер, подключаемых к системе распознания). Данный параметр зависит от производительности серверного компьютера, разрешения видеопотока, интенсивности нагрузки на камеры и т.д. Каналы обеспечивают эффективность и информативность видеосистемы. Чем их больше, тем более широкую и подробную информацию вы сможете из них извлечь.
2. Способность идентифицировать номерные знаки разных форматов. На территории России действует более десяти шаблонов регистрационных госзнаков, и далеко не каждый плагин способен распознавать каждый из них. К категории отдельных форматов также стоит добавить иностранные номера. Ситуация с форматами аналогична ситуации с видеоканалами. Чем больше форматов способна расшифровать система, тем большую безопасность она готова гарантировать.
3. Пользовательские функции. Кроме технических параметров, важную роль играет удобство интерфейса ПО и эксплуатации комплекта в целом. Среди полезных пользовательских функций – фильтрация/поиск информации в базе данных, дифференциация прав доступа (через логины, пароли и т.д.), возможность подключения дополнительных видеоканалов и интеграции со сторонними программными ресурсами (например, 1С), формирование статистических отчетов, отбор неточно определенных символов для последующей перепроверки диспетчером, sms- и email-оповещения, удаленный просмотр видеоконтента и статистических данных через смартфон, планшет, ноутбук и др.

Выбор видеокамер

Для аппаратных решений выбор онлайн-камер заранее предопределен наличием у них соответствующего модульного функционала, поэтому в данном разделе поговорим о подходящих моделях для программных систем распознавания номеров автомобилей. Первое, что необходимо подчеркнуть – наблюдение за периметром и идентификацию госномеров не может выполнять одна и та же камера. То есть для построения полноценного охранно-аналитического кейса вам потребуется, как минимум, два устройства.

Среди характеристик, которыми должны обладать эффективные модели: достаточный уровень разрешения, высокая светочувствительность и возможность фиксации экспозиции. Два последних параметра позволяют уверенно идентифицировать детали в любое время суток и в любую погоду. Отсутствие фиксированной экспозиции (выдержки) «размазывает» движущиеся объекты и, как следствие, четкое распознание букв или цифр зачастую не представляется возможным. Еще одна проблема – расфокусировка символов на номерных знаках при свете фар. Использование камер с нужной комплектацией и функционалом позволит свести подобные нюансы к нулю.

Разрешение IP-видеокамер должно соответствовать их удаленности от дороги, ширине проезда и т.д. Специалисты рекомендуют устанавливать снимающие устройства максимально близко к проезжей части для повышения их эффективности. А показатель разрешения матрицы (исходя из стандартной ширины проезда – около четырех метров) не должен быть ниже одного мегапикселя. Чем выше, тем лучше.

Уровень светочувствительности зависит не от разрешения, но от размера матрицы. Чем выше этот параметр, тем точнее идентификация номерных знаков. Стандартизированный матричный размер составляет 1/3 дюйма. Но по возможности, следует выбрать объектив с более высоким уровнем светосилы.

Алгоритм установки модульных комплектов

1. Проектирование сети. Предполагает выезд на объект, изучение его технических и конструкционных характеристик, разработку ТЗ и графического проекта (с нанесением на карту точек, в которых будут располагаться видеокамеры), составление и согласование с заказчиком проектно-сметной документации.
2. Выбор оборудования. Выполняется совместно с заказчиком услуги на основе разработанного проектного решения.
3. Монтаж комплектующих. Включает прокладку кабельных трасс и установку видеокамер вместе с компьютерным оборудованием. Оптимальное расположение онлайн-камер на крытом объекте – высота два-три метра, направленность внутрь помещения и фокусировка на кормовых госномерах автотранспортных средств. Такой вариант сводит к минимуму вероятность засветки букв и цифр от фар и улицы. При установке камер на улице их следует располагать под углом 20-30 градусов, на расстоянии не более двадцати метров до контролируемой зоны и на высоте не более четырех метров. Такие решения считаются типажными, но могут быть пересмотрены, исходя из особенностей обслуживаемого объекта.
4. Настройка онлайн-камер. Перед сдачей комплекта в эксплуатацию необходимо настроить время выдержки, фокус, зум, уровень разрешения (если выбранная модель позволяет его повышать) и активировать автоматическую регулировку диафрагмы. При недостаточной освещенности наблюдаемого периметра следует установить дополнительную подсветку (фонари, прожекторы или нечто подобное).
5. Настройка алгоритмов ПО. Как правило, порядок настройки аналитических модулей подробно описан в прилагаемой к ним документации. Если предложенной информации недостаточно, можно обратиться к разработчику ПО и прибегнуть к услуге дистанционной настройки.

Преимущества компании Мелдана

1. Установка аналитических сетей идентификации (программных и аппаратных) «под ключ» для коммерческих, промышленных, административных предприятий, а также для частных объектов: проектирование + монтаж + настройка. Опционально – возможна установка плагинов, распознающих номера контейнеров и вагонов, а также выполняющих детекцию объектов.
2. Гарантийное, послегарантийное и сервисное обслуживание.
3. Цены на услуги – до двадцати процентов ниже средних на рынке.
4. Доставка комплектующих в любую точку России (Москва – в течение одного дня, Дальний Восток – в течение десяти дней).
5. Широкая клиентская база: более десяти федеральных компаний, более семидесяти госучреждений, свыше тысячи юридических лиц.
6. Форма оплаты – по вашему усмотрению: наличные, карта или банковский перевод.

Остались вопросы? Обращайтесь к нам через сайт, электронную почту sale@meldana.com или контактный телефон.