Вид аналитики «Распознавание номерных знаков». Требования к установке камер

Технология распознавания номерных знаков эффективно используется в различных областях и имеет множество применений, например, для контроля доступа на территории, управления парковками, оптимизации трафика, улучшения службы безопасности и многое другое. Для работы данного вида аналитики необходима IP-видеокамера с определенными техническими характеристиками, её корректная установка и настройка в зависимости от места и условий эксплуатации для получения изображения номерного знака требуемого качества.

В данной инструкции приведены требования к техническим характеристикам IP-видеокамеры, её установке, требования к изображению для качественной работы аналитики «Распознавание номерных знаков».

Технические характеристики видеокамеры

Выбирая IP-видеокамеру для использования аналитики «Распознавание номерных знаков», необходимо учитывать технические характеристики камеры, требования к получению изображения, требования к монтажу камеры, к специфике зоны контроля, а также к условиям эксплуатации видеокамеры.

Важно отметить, что ключевые настройки видеокамеры (максимальная выдержка, максимальное усиление, технология широкого динамического диапазона (WDR), цветокоррекция, контрастность и глубина резкости) напрямую связаны с выбранным видом аналитики и должны быть индивидуально настроены для каждой камеры.

IP-видеокамеры для аналитики «Распознавание номерных знаков» должны иметь следующие основные технические характеристики:

Характеристики видеокамеры

Значение

Матрица

Ключевой элемент в устройстве видеокамеры, который во многом определяет качество изображения. Значение этого показателя отражает размер диагонали матрицы в дюймах.

От 1/3 дюймов и больше
C высокой светочувствительностью

Светосила объектива

Это важная характеристика камеры, которая влияет на качество съемки. Светосила объектива – максимальное количество света, которое способен захватить объектив, где F – значение максимального отверстия объектива. Чем меньше это число, тем больше света попадает на матрицу камеры. Чем указанное число F меньше, тем выше светосила объектива.

Рекомендуемое значение светосилы объектива от F1.4 и лучше
Светосила объектива должна обеспечить контрастность и четкость изображения в темное время суток

Диафрагма объектива

Это элемент камеры, который позволяет настраивать количество света, проходящего через объектив и контролировать глубину резкости. Диафрагма находится внутри объектива и регулирует количество света, изменяя размер отверстия.

Наличие в камере диафрагмы с технологией P-Iris позволяет обеспечить хорошую глубину резкости изображения. Чем больше глубина резкости, тем большая часть кадра будет четкой. Данная характеристика нужна для того, чтобы изображение автомобильного номера было четким и хорошо видимым, если зона контроля видеокамеры охватывает широкий диапазон освещенности и расстояний
Допускается применение видеокамеры с ручной или фиксированной диафрагмой в случае постоянной освещенности зоны контроля видеокамеры

Разрешение

Разрешение видеокамеры отвечает за четкость и детализацию изображения. Единица измерения разрешающей способности камер – пиксель.

Для распознавания автомобильных номерных знаков необязательно использование видеокамеры высокого разрешения. Избыточность разрешения повышает нагрузку на сервер без существенного улучшения распознавания и может привести к негативному эффекту за счет того, что матрицы с более высоким разрешением имеют меньшую светочувствительность.

Для расчета разрешения IP-видеокамеры следует использовать формулу:

ширина проезда (м) / размер (ширина) автомобильного номерного знака (м) * рекомендуемый размер изображения автомобильного номерного знака для распознавания (ширина в пикселях) – 300 пикселей

Пример расчета разрешения IP-видеокамеры для конкретных условий:

Ширина проезда – 2 м
Размер (ширина) автомобильного номерного знака – 520 мм (0,52 м)
Рекомендуемый размер (ширина) изображения автомобильного номерного знака для распознавания – 300 пикселей

(2 м / 0,52 м) * 300 пикселей = 1154 пикселей

Таким образом, для решения поставленной задачи подойдет IP-видеокамера HD с разрешением 1280х720 пикселей.

Фокусное расстояние

Важный показатель, который определяет охват сцены, попадающей в кадр (угол обзора). Измеряется в миллиметрах.

Фокусное расстояние объектива видеокамеры должно соответствовать расстоянию между местом монтажа камеры и предполагаемой зоной контроля автомобильных номеров для того, чтобы рекомендуемый размер номера в кадре был 150-300 пикселей. Вычислить требуемое фокусное расстояние можно с помощью сервисной утилиты Lens Calculator.

Скорость затвора (выдержка)

Это время, в течение которого открыт затвор камеры и свет попадает на матрицу. Помимо количества света, который попадает на матрицу, выдержка влияет на резкость итогового снимка. Скорость затвора измеряется в секундах или долях секунды. Больший знаменатель означает меньшее время экспозиции. Например, скорость 1/1000 с. больше чем 1/100 с.

Рекомендуемое значение скорости затвора составляет 1/500 с.
Скорость затвора может быть выставлена в положение 1/250 с. при наличии хорошего освещения, регулировки скорости движения автомобилей с помощью искусственных неровностей (например, «лежачий полицейский»), архитектурных форм (например, парковочные столбики, полусферы), знаков дорожного движения (например, знак «STOP») и дорожной разметки (например, «стоп-линия»)
Видеокамера должна поддерживать установку фиксированной скорости затвора, чтобы изображение автомобильного номера было четким и хорошо видимым

Объектив с инфракрасной коррекцией

Объектив с инфракрасной коррекцией используется для работы с камерами видеонаблюдения, которые переключаются между дневным и ночным режимами.

При использовании инфракрасного прожектора камеры необходимо выбрать объектив с инфракрасной коррекцией (компенсацией ИК-света). В маркировке таких объективов, как правило, присутствует индекс «IR».

Пример использования Lens Calculator

Для определения технических характеристик видеокамеры, в дополнение к пунктам описанным выше, можно использовать сервисную утилиту Lens Calculator.

В сервисе можно указать размер матрицы, фокусное расстояние объектива, расстояние от места установки видеокамеры до предмета распознания, высоту установки видеокамеры, высоту предмета распознавания и т.д. Результатом работы данного сервиса является получение технических характеристик видеокамеры необходимых для распознания автомобильных номеров в конкретных эксплуатационных условиях, а также геометрическое расположение видеокамеры (высоту установки, удаленность от объекта распознавания).

image 6 (2).png — Пример использования Lens Calculator

На рисунке ниже – результат вычислений Lens Calculator: размер изображения номерного знака (Target Resolution) составляет 381.4 пикселей. Это соответствует рекомендациям к изображению о том, чтобы размер изображения автомобильного номерного знака в кадре был 150-300 пикселей по ширине.

Group 7.png — Результат вычислений Lens Calculator

Общие требования к изображению видеокамеры

Эффективность и точность работы аналитики распознавания номерных знаков зависит от качества поступающих изображений, полученных с IP-видеокамеры. Для корректного определения автомобильного номерного знака, изображение, получаемое с IP-видеокамеры, должно соответствовать изложенным ниже требованиям.

Рекомендуемый размер изображения автомобильного номерного знака в кадре 150-300 пикселей по ширине.

Group 7 (4).png — Пример рекомендуемого изображения автомобильного номерного знака

image 5.png — Изображения номера с недостаточным количеством пикселей

Изображение автомобильного номерного знака должно быть с минимальными геометрическими искажениями. Получение изображения без искажений возможно путем правильной установки видеокамеры в конкретных условиях, как описано в требованиях к установке камеры «Угол установки камеры».

image 10.png — Геометрическое искажение автомобильного номера

Ориентация автомобильного номерного знака в кадре должна должна соблюдать правило «одной линии»: воображаемая горизонтальная линия должна пересекать первый и последний символ строки автомобильного номера.

правильное изображение — Правило «одной линии»

Изображение автомобильного номерного знака не должно быть пересвечено внешними источниками света. Пересвет может быть вызван, например, фарами автомобиля или встроенной инфракрасной подсветкой видеокамеры.

image 6.png — Пересвет изображения номера

засвеченый номер.png — Засветка автомобильного номера фарами

Изображение автомобильного номерного знака должно быть четким и хорошо видимым.

Group 5.png — Пример нечеткого изображения

Автомобильный номер должен быть чистым.

image 6 (1).png — Пример загрязненного номера

Требования к установке камеры и инженерной инфраструктуре

Расстояние

Видеокамеру следует расположить таким образом, чтобы она снимала номерные знаки на расстоянии, соответствующем предполагаемой скорости автомобилей. Высокая скорость движения автомобиля требует большего расстояния для съемки. Иначе система может не успеть распознать номерной знак до того, как автомобиль выедет из поля зрения камеры. Также необходимо учитывать ограничения, связанные с глубиной резкости камеры и дальностью инфракрасной подсветки.

Высота установки

IP-видеокамера не должна быть направлена непосредственно на источники света (например, солнце, фонари освещения и т.п.). Для исключения попадания света фар в темное время суток рекомендуется установка IP-видеокамеры выше уровня фар с учетом типа автотранспортных средств (например, фары у большегрузных автотранспортных средств находятся выше, чем у легковых автомобилей). Соблюдение данного правила позволит избежать излишнюю освещенность изображения автомобильного номерного знака внешними источниками света.

Угол установки видеокамеры

Для соблюдения требований к изображению, необходимо обеспечить оптимальные углы установки IP-видеокамеры. Минимизируйте угол между камерой и направлением движения автомобиля, чтобы луч зрения видеокамеры падал на номерной знак перпендикулярно.

Угол установки видеокамеры по вертикали:

Рекомендуемый: до 18-20°
Предельно допустимый: 30°

Угол установки видеокамеры по горизонтали:

Рекомендуемый: до 5-10°
Предельно допустимый: 20°

Допустимый угол наклона (крена) автомобильного номера – не более 5° от горизонтальной плоскости.

При несоблюдении углов установки IP-видеокамеры произойдет искажение геометрических параметров номерного знака на видеоизображении. Это может привести к невозможности распознавания номерных знаков из-за несоблюдения требований к изображению:

Изображение автомобильного номерного знака должно быть с минимальными геометрическими искажениями
Ориентация автомобильного номерного знака в кадре должна должна соблюдать правило «одной линии»

image 6 (3).png — Оптимальные и предельно допустимые углы наклона

Group 8.png — Допустимый угол наклона номерного знака

Освещение

Величина освещенности в зоне номерного знака должна быть:

Не менее 50 люкс. Более детально о значениях освещенности смотрите в разделе «Ориентировочная освещенность объектов».
Не менее 20 люкс в случае использования видеокамеры с большой матрицей, светосильным объективом, наличием P-Iris диафрагмы.

Наличие искусственного освещения в зоне контроля автомобильных номеров необходимо:

В темное время суток
В светлое время суток при отсутствии естественного освещения, например, в подземных паркингах

Освещение в видимом диапазоне камеры может быть организовано с помощью прожекторов освещения или инфракрасных прожекторов. Инфракрасный свет невидим глазом и не ослепляет водителей.

В случае использования внешнего источника света, рекомендуется размещать его как можно ближе к видеокамере. Это связано с тем, что номерные знаки отражают свет в направлении его источника. Таким образом, близкое расположение источника света к камере обеспечивает лучшую видимость номерных знаков. Специализированные камеры оснащаются встроенной оптимизированной инфракрасной подсветкой.

Корректировка скорости проезда и направления автомобилей

При необходимости корректировки скорости проезда автомобилей и направления их движения, использовать искусственные неровности (например, «лежачий полицейский»), архитектурные формы (например, парковочные столбики, полусферы), знаки дорожного движения (например, знак «STOP») и дорожную разметку (например, «стоп-линия»).

image 6 (5).png — Ограничение скорости автомобиля с помощью искусственной неровности «лежачий полицейский»

Видимость номерного знака

Видеокамера должна располагаться таким образом, чтобы в зоне контроля камеры при движении нескольких автомобилей следующих друг за другом, движущийся впереди автомобиль не перекрывал номерной знак следующего за ним автомобиля.

Group 6 (1).png — Пример перекрытия номера

Раздельный контроль на въезд и на выезд

Для раздельного контроля на въезд и на выезд рекомендуется устанавливать отдельные камеры. При использовании одной камеры транспортные средства, движущиеся в различных направлениях, могут перекрывать друг друга. Кроме того, при достаточной ширине проезжей части желательно разграничить полосы движения не только разметкой, но и с помощью архитектурных форм (например, парковочные столбики, полусферы).

Настройка камеры

Рекомендованная выдержка зависит от ориентации камеры и скорости автомобилей
Ограничьте максимальную выдержку камеры, чтобы изображение не было размытым
Ограничьте максимальное усиление, чтобы снимок номерного знака не получился слишком светлым
IP-видеокамеру необходимо установить таким образом, чтобы в кадр не попадали высококонтрастные предметы (рекламные щиты, деревья, решетчатые ограждения и т.п.). При наличии таких предметов рекомендуется использовать настройку камеры «Маскирование изображения»