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.
За последние несколько лет технологии в системах видеонаблюдения претерпели значительные изменения. Не так давно достижениями были детекция движения, межкадровое сжатие и удаленный доступ. Сегодня никого не удивить трекингом в реальном времени, аналитикой на борту IP-камеры, мультисерверной архитектурой, распознаванием номеров и лиц. Вычислительные мощности современных компьютеров выросли на несколько порядков, и это сделало возможным скачкообразный рост технологий видеоанализа.
Видеонаблюдение уже не является прерогативой служб безопасности и все больше востребовано в решении бизнес-задач. Это и подсчет посетителей на входе в магазин, анализ поведения посетителей в торговом зале, автоматизация паркинга, организация систем доступа по распознаванию лица и многие другие. И здесь заказчики предъявляют жесткие требования к надежности и достоверности работы алгоритмов видеоанализа.
Пошаговая инструкция для проектирования систем распознавания автомобильных номеров в нашем видеоролике:
Задачи для системы распознавания номеров
Выявление нарушений и фиксацию номеров нарушителей на автодорогах оставим государственным органам и специалистам из приближенных компаний. Рассмотрим типовые задачи при проектировании и настройке системы распознавания номеров для учета транспорта на въезде на охраняемую территорию и автоматизации паркинга.
Для коммерческих объектов установка любой системы обосновывается либо снижением затрат на организацию бизнес-процесса, либо снижением различного рода рисков и возможных потерь. Снижение затрат при установке распознавания номеров – это, в первую очередь, сокращение персонала и числа сотрудников охраны, задействованных в обеспечении доступа на территорию и работе паркинга. Современные средства позволяют создать полностью автоматическую систему, в которой оператор только контролирует работу и вмешивается в случае возникновения нештатной ситуации.
Сокращение рисков и потерь возможно за счет исключения человеческого фактора при принятии решения о допуске и получения достоверного отчета о трафике, загруженности паркинга, эксплуатации машиномест.
Существуют и другие, пока еще экзотические, примеры использования системы распознавания автомобильных номеров. Так, один из наших партнеров установил систему на въезде на территорию коттеджного поселка и произвел интеграцию с базой данных собственников. При въезде электронное табло приветствует жителя по имени и отчеству, поздравляет с днем рождения или напоминает о размере задолженности по оплате ЖКХ. В итоге просрочка платежей сократилась практически до нуля, а лояльность к управляющей компании увеличилась многократно.
Выбор видеокамеры и ее настройка
Само по себе название «Система распознавания номеров по изображению с камеры» подразумевает, что основное значение для качества работы системы имеет изображение с видеокамеры. Качественное и четкое изображение возможно при правильном выборе видеокамеры, особой настройке ее параметров, правильной установке.
Прежде чем говорить о конкретных рекомендациях по выбору камер, стоит отметить, что при выборе специального устройства для решения специальной задачи не следует ставить во главу угла экономию.
Стоимость камеры в рамках решения задачи распознавания номеров не столь значительна, а самих устройств, как правило, требуется много меньше, чем всех остальных видеокамер в системе видеонаблюдения на объекте. Выбирайте качественные изделия известных брендов с гарантированными характеристиками.
Минимальный размер изображения номера в pix по ширине, при котором гарантируется качественное распознавание номеров, у большинства производителей указывается в 80pix. Выглядит оно так:
Оптимальный размер номера автомобиля по ширине в pix для наилучшей вероятности правильного распознавания составляет 150-200 pix. На картинке ниже показан тот же номер, но в разрешении 200pix.
Как это влияет на разрешение камеры? Зная ширину номера в pix и зная область, в которой номерной знак автомобиля может появиться, вы можете рассчитать требуемое разрешение камеры.
Давайте попробуем рассчитать разрешение для проезда шириной 4 метра. Учитывая, что встречаются номера установленные сбоку, будем считать, что во всем створе ширины проезда может быть номер. Размер номера составляет 520мм. Примем за приемлемую ширину в pix, равную 150. Т.о. Разрешение камеры будет:
Это соответствует разрешению HD камеры 1280х720. Если ширина проезда будет больше, то потребуется увеличение разрешения до FullHD. Устанавливать камеру с разрешением больше, чем FullHD 2Mpix нецелесообразно. В большинстве случаев уже 2Mpix требует дополнительного освещения.
Если в результате расчетов вы получили, что вам будет достаточно разрешения в 1 Mpix, не стоит использовать камеру 2Mpix. Качество распознавания в этом случае может не улучшиться, а даже ухудшиться, т.к. светочувствительность матрицы 2Mpix по определению меньше, чем у камеры с матрицей 1Mpix, и в темное время суток могут появиться шумы, которые затруднят работу алгоритмов распознавания номера.
Вот на что стоит обратить особое внимание, так это на размер матрицы.
Среди распространенных моделей камер на рынке доступны размеры матриц 1/2″, 1/2.5″, 1/3″. Площадь матрицы, а соответственно и количество света у камер с матрицей 1/2″ и 1/3″ отличается больше, чем в 2 раза, но первые требуют специального объектива.
Объектив. Ключевой фактор
Формирование изображения на матрице обеспечивает в первую очередь объектив, и от его параметров зависит исходный результат.
Фокусное расстояние подбирается исходя из обеспечения требуемого угла обзора в зависимости от места установки камеры и расстояния до места, где необходимо распознавать номера. Для этого проще всего воспользоваться многочисленными калькуляторами, которые можно найти в интернете. Следует иметь в виду, что угол обзора зависит так же и от размера матрицы камеры, и данные по углу обзора в характеристиках объектива указываются для справки и для определенного размера матрицы.
Использовать вариофокальный объектив или с фиксированным фокусным расстоянием? Вот здесь нет однозначного ответа. Вариофокальный объектив очень удобен и для проектировщика и для монтажника, он позволяет отрегулировать угол обзора по месту установки камеры. Но у него есть и ряд минусов: всегда меньшая светосила по сравнению с фиксированным, высокая стоимость (качественная оптическая система таких объективов не может стоить дешево), расфокусировка со временем. Если заведомо точно известно, где и как будет установлена камера, то правильно рассчитанный и грамотно подобранный объектив с фиксированным фокусным расстоянием даст лучшие результаты. Но если проект эскизный и специалистам придется по месту искать куда смонтировать камеру, то лучше заложить вариофокальный объектив с широким диапазоном регулировки фокусного расстояния.
Если камера будет работать на улице и в условиях сильно изменяющейся освещенности, то объектив должен быть оснащен АРД.
Если вы планируете использовать ИК-подсветку, то вам потребуется объектив с ИК-коррекцией для того, чтобы изображение было резким как днем, так и ночью при работе ИК-прожектора.
Другие параметры. Специальные настройки для работы в любых условиях
Если посмотреть в описание параметров камер, то можно увидеть множество характеристик, значений разных параметров, алгоритмов обработки изображения. Большая часть из них направлена на то, чтобы сделать картинку приятной для оператора системы видеонаблюдения. Если же говорить о распознавании номеров, то изображение не должно быть «приятным» или «красивым». Оно должно быть читаемым для машинного зрения.
В этой связи выделим основные параметры, на которые стоит обратить внимание, и отметим те параметры, которые не важны, а иногда даже препятствуют качественному распознаванию.
Наиболее важные параметры камеры, востребованные для задачи распознавания номеров:
Другие параметры могут также влиять на качество изображения для распознавания автономеров и должны настраиваться по месту, в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Например, АРД может быть полезным в солнечную погоду, но в темное время суток в свете фар диафрагма может закрыться, и номер уйдет в тень. В этом случае АРД имеет смысл зафиксировать. Аналогично и с другими параметрами, влияющими на изображение.
Что может помешать качественному распознавания номеров:
Любые параметры и режимы в настройке камеры могут сказаться как негативно, так и позитивно, и должны устанавливаться в каждом конкретном случае индивидуально. Важно понимать механизм работы того или иного режима и влияние того или иного параметра. Проконсультироваться по настройке камеры для распознавания номеров вы можете в технической поддержке компании Видеомакс.
Аналог, IP или что-то другое?
Здесь правильнее противопоставить IP-камеру всему остальному. IP-камера передает сжатые данные посредством ЛВС на устройство обработки. В связи с этим возникает множество проблем:
Существуют еще специальные камеры машинного зрения, работающие по особым протоколам и передающие «сырые» данные без какого либо сжатия на приемное устройство для обработки. Эти устройства применяются в специализированных комплексах видеофиксации, и стоимость таких решений крайне высока.
В конечном итоге для коммерческих объектов и решения рядовых бизнес-задач приходится снова возвращаться к IP-камерам и пытаться получить наилучший результат с учетом всех особенностей IP-видеонаблюдения. Для минимизации задержки при кодировании данных и передаче по ЛВС имеет смысл устанавливать тип сжатия MJPEG. Для минимизации потерь сжатия следует устанавливать степень сжатия на самом низком уровне. H.264 может использоваться как второй поток для записи в архив.
Несмотря на то, что наилучшим образом для распознавания номеров подходят стандарты аналоговых CCTV, чаще для распознавания используют все же IP-камеры по причине отсутствия плат видеоввода для новых стандартов для серверного оборудования.
При использовании IP-камер для распознавания номеров следует быть внимательным при расчете и проектировании ЛВС. При ограничениях в пропускной способности канала от камеры до сервера могут возникнуть проблемы с качеством изображения, задержки и пропуски. В этих условиях распознавание номеров будет работать плохо.
Расположение камеры
Выбор места установки камеры для успешного распознавания номеров не менее важен, нежели выбор и настройка самой камеры. Камера должна находиться вне зоны засветки фарами автомобилей. Она не должна быть слишком далеко, иначе из-за длинного фокуса вибрации могут сказаться на изображении. Камера не должна быть слишком близко, иначе возникают недопустимые перспективные искажения номера.
Основные требования к установке камеры для распознавания номеров:
Следует иметь в виду, что шлагбаум создает зону отчуждения, в пределах которой номер перекрывается стрелой шлагбаума. В приведенном примере стоп-линию следует размещать на границе зоны отчуждения или за ней, но не ближе 3-4 метров от шлагбаума.
Для систем распознавания автономеров на въезде на территорию предприятия и в паркинг с низкой скоростью движения автомобиля допустимо отклонение от указанных углов обзора: до 25 градусов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Практика показывает, что это не сильно влияет на качество распознавания при выполнении остальных рекомендаций.
Дополнительное освещение для распознавания номеров
Много света для видеонаблюдения не бывает. Дополнительное освещение в темное время суток может значительно повысить качество распознавания номеров и позволит эффективно бороться со встречной засветкой от фар автомобилей.
Отличные результаты получаются когда комбинируется освещение видимого диапазона и дополнительные ИК-прожекторы. Обычные прожекторы устанавливаются стандартным образом на столбах освещения либо на прилегающих зданиях и создают ровное и комфортное для водителя освещение. ИК прожекторы с узким лучом устанавливают рядом с видеокамерой. В большинстве случаев достаточно мощности дополнительного ИК прожектора в 20 Вт.
При использовании ИК-подсветки следует помнить, что в этом случае камеру необходимо переводить в ч/б режим.
Выбор программного обеспечения для распознавания номеров
Сегодня на рынке представлено большое количество готовых систем распознавания номеров как импортного, так и отечественного производства. Ценовой диапазон на один канал от 10 т.р. на простейшие системы фиксации номеров на низкой скорости движения и до 100 т.р. за модули распознавания номеров на высокой скорости на автостраде в составе интегрированных систем безопасности.
Качество распознавания у большинства продуктов находится на довольно высоком уровне. Получить вероятность распознавания выше 95% на реальном трафике в реальных условиях можно на любом продукте на рынке. Возможности работы самого алгоритма распознавания номеров схожи, и в большинстве случаев модуль даже не требует дополнительной настройки. Все отличия состоят в дополнительных функциях и реализации нестандартных алгоритмов.
Если вам требуется создать систему фиксации номеров автомобилей на въезде и выезде с охраняемой территории, и вероятность распознавания на уровне 95% вполне приемлема, а интеграция в существующую систему безопасности не требуется, то можете выбирать любой продукт любого производителя, имеющий качественную поддержку на территории России.
Если вы строите систему безопасности для крупного объекта, если необходимо реализовать сложную логику взаимодействия системы распознавания номеров с управлением исполнительными устройствами, выполнить интеграцию со сторонними базами данных номеров, и вам требуется вероятность правильного распознавания, близкая к 98-99%, то имеет смысл обратить внимание на полнофункциональные комплексы, которые интегрируют в себе систему видеонаблюдения, распознавания номеров, СКУД и позволяют реализовать нестандартную логику работы за счет макросов и внутреннего программирования.
В большинстве случаев, даже при наличии большого количества разнообразных параметров, модуль распознавания не требует дополнительных настроек. Типовые минимальные настройки, которые необходимо произвести вне зависимости от используемого программного обеспечения распознавания автомобильных номеров:
Настройка зоны поиска номера позволяет значительно снизить нагрузку на сервер системы видеонаблюдения.
Все прочие дополнительные настройки, которыми изобилуют модули распознавания различных производителей, оказывают влияние на качество распознавания, но в большинстве случаев установлены в оптимальные значения. Менять их следует только по указанию технической поддержки производителя, когда все другие возможные источники проблем устранены.
Возможности программного обеспечения по автоматизации въезда. Решение сопутствующих задач
Каждая инсталляция системы распознавания номеров уникальна и требует детальной проработки. Зачастую инсталлятору приходиться решать множество сопутствующих задач. Среди них: управление исполнительными устройствами, интеграция со сторонними базами данных, автоматизация парковки и другие. Ниже приведены типовые задачи, с которыми к нам обращались наши партнеры и которые мы успешно решали вместе с производителями программного обеспечения.
Мы привели несколько примеров с типовыми запросами на дополнительные функции к системе распознавания автомобильных номеров. Данный список далеко не полон и каждый день мы сталкиваемся с новыми интересными задачами. Если у вас есть особое требование, и вы не знаете как его реализовать, проконсультируйтесь со специалистами компании Видеомакс. Мы обязательно найдем наилучшее решение, отладим реализацию еще на стадии разработки проектного решения, поможем в настройке на объекте. Мы несем ответственность за предлагаемые решения и готовы делиться своим опытом и знаниями. Обращайтесь, мы всегда рады помочь.
Помощь профессионалов с опытом внедрения систем распознавания номеров позволит грамотно выбрать проектное решение, спроектировать систему, настроить и запустить распознавание номеров. Звоните в Видеомакс по любым вопросам, связанным с созданием системы распознавания автомобильных номеров.
Расчет конфигурации видеосервера для распознавания номеров
Расчет станционной части системы видеонаблюдения под задачи видеоаналитики нетипичен и всегда требует индивидуального подхода. Распространена ошибка, когда сервер выбирают исходя из типовых задач видеонаблюдения и добавляют стоимость лицензии на распознавание номеров. В итоге сервер на объекте оказывается перегружен, возникают пропуски в обработке данных с камер распознавания.
При расчете нагрузки на серверную часть необходимо учитывать множество факторов: разрешение камеры, формат и размер информационного потока для распознавания автомобилей, количество камер для распознавания на один сервер и т.д. Имея большой опыт в расчете систем для видеоаналитики, технические специалисты компании Видеомакс всегда готовы оказать помощь в подборе станционной части системы видеонаблюдения и оказать консультацию по любым вопросам, связанным с проектированием и настройкой систем распознавания автомобильных номеров.
