Приводим статью, которая была опубликована на портале sec.ru и вызвала бурное обсуждение на форуме.
В связи с все большим проникновением сетевого видеонаблюдения в системы безопасности, в профессиональном сообществе возникла дискуссия о том какие камеры лучше подходят для распознавания автомобильных номеров – аналоговые или IP. Судя по постам в форумах, в том числе и на sec.ru, есть достаточное число экспертов полагающих, что использование IP камер для этого не эффективно. Мы попробовали разобраться в ситуации более подробно – для чего изучили различные публикации в СМИ и провели интервью с экспертами.
Низкая чувствительность: «вечная» проблема IP камер?
Один из основных аргументов скептиков – IP камеры требуют для распознавания номеров намного большей освещенности сцены, чем аналоговые. В совокупности с необходимостью использовать «короткий» электронный затвор ( не более 1/500 секунды), полагают они, это приведет к тому что в сумерках и при ночном освещении распознавание номеров вообще будет не возможно. Еще одна типичная претензия к IP камерам – необходимость обеспечения трафика передачи по сети, т.е. нахождения компромисса между степенью сжатия и точностью передачи деталей изображения.
Ю.Л. Зарубин, генеральный директор компании «Технологии Распознавания» отмечает по этому поводу: «Я считаю, что большинство IP камер не годятся для распознавания номеров, поскольку они жмут информацию, не считаясь с необходимостью сохранения мелких деталей. Есть и еще один недостаток у IP камер – это то, что получается достаточно большой объем передаваемой информации, потому что для распознавания нужно практически полное разрешение. На сегодняшний день все IP камеры, с которыми я сталкивался, для распознавания номеров годятся очень слабо. Они фактически работают только в дневное время и в очень ограниченных условиях»
Однако, если приглядеться внимательнее, ситуация здесь несколько иная. Во-первых, надо разделять две различные ситуации: распознавание номеров на парковках (скорость движения на которых не велика, а уровня освещения как правило достаточно для работы IP камер) и на трассах (скорость движения на которых большая, имеется зачастую плотный поток машин, а освещение не слишком велико). Казалось бы, именно в последней ситуации применение IP камер и вызывает наибольшие вопросы.
Предоставим слово Ю.В. Бухтиярову, директору украинской компании «Видео Интернет Технологии»: «Еще недавно наиболее существенным препятствием к применению мегапиксельных телекамер, которое характерно не только для области распознавания автомобильных номеров, но и вообще для наблюдения за дорожным движением, является высокая скорость движения автомобилей. Для того чтобы автомобильные номера и изображения самих автомобилей не размывались при движении на большой скорости, приходится устанавливать высокую скорость электронного затвора. Следовательно, чувствительность снижается примерно на порядок, если сравнивать со стандартным значением времени накопления, которое у мегапиксельных телекамер обычно находится в пределах 1/50-1/60 с. Однако, в последнее время, с появлением более чувствительных матриц с лучшим соотношением сигнал/шум разработчики мегапиксельных телекамер сделали заметный шаг вперед, более того у них в линейках появились модели с перемещаемым ИК-фильтром , после чего эти камеры стали пригодны для использования в системах круглосуточного наблюдения с применением ИК-подсветки».
На самом деле представление, что без дополнительного освещения в ночное время аналоговые камеры позволяют уверенно справляться с распознаванием так же не совсем верно. По крайней мере, большинство производителей модулей распознавания номеров крайне рекомендуют использовать дополнительную подсветку – узколучевые импульсные ИК прожекторы. Угол падения света в таких прожекторах, как правило, позволяет осветить площадь объекта видеонаблюдения на одну камеру. Таким образом, схема построения системы распознавания такова: 1 полоса движения = 1 камера + 1 ик-прожектор Однако, при таком грамотном подходе и IP камеры будут работать прекрасно. Да и чувствительность сетевых камер (особенно с CCD матрицами, а не КМОП) лишь немногим уступает аналоговым. Так что правильно подобранные IP камеры с этой точки зрения ничем не хуже аналоговых.
М.В. Руцков, генеральный директор компании «Мегапиксел», отмечает: «Сначала сделаем замечание о терминах. Понятие IP-камера достаточно широкое. Если говорить о нашей отрасли, то это в большинстве своём камеры на цветных CMOS-сенсорах, с компрессией на борту и выходом в FastEthernet. Тогда если говорить именно о их использовании -ответ отрицательный, такие камеры использовать для распознавания автономеров нельзя. IP-камеры на CMOS-сенсорах имеют низкую чувствительность и фактически не работают в тёмное время суток. Аналоговые камеры более чувствительны, но проигрывают по разрешающей способности. Такие камеры, например, имеют эффективную ширину захвата не более 2-х метров, что мало для решения задач ГИБДД. Таким образом, если говорить про "узкие" заезды - весы, парковки, КПП, то преимущество за аналоговыми камерами. Если же, иметь ввиду задачи ГИБДД - "широкие" проезды, то ситуацию спасут только мегапиксельные чёрно-белые камеры из машинного зрения - там нет компрессии и высокая чувствительность за счёт использования CCD-сенсоров.»
Преимущества применения IP камер
Итак, поговорим теперь о преимуществах применения IP камер. Прежде всего, они работают без привязки к «железу», тогда как аналоговые камеры требуют наличия рядом регистратора или, по крайней мере, видеосервера.. Насколько это проблематично может быть на протяженной трассе понять не трудно.
Предоставим слово Д.А. Горбаневу, Техническому директору компании ITV: «Сейчас все чаще и чаще начинают использовать IP камеры для распознавания номеров, поскольку очень удобно, что они позволяют получить изображение с высоким мегапиксельным разрешением, с помощью которого можно перекрывать сразу несколько полос движения. К безусловным достоинствам IP камер можно отнести простоту установки – сеть легче подвести, чем, например, тот же коаксиальный кабель., можно даже Wi-Fi использовать, Более того, есть IP камеры, которые используют POEинтерфейс т.е питание к ним отдельно подводить не надо»
Важным свойством IP камер является и простота наращивания системы – они просто созданы для того, чтобы легко строить масштабируемые распределенные системы видеонаблюдения. Их широкий диапазон дистанционных настроек позволяет получить максимальное качество изображения в меняющихся внешних условиях, а отсутствие двойной конвертации сигнала (свойственного ситуации с аналоговыми камерами) увеличивает скорость работы.
Р.В. Стрельцов, генеральный директор «Навиком», отмечает: «IP камеры на текущий момент очень успешно решают задачу распознавания номеров. Их основные достоинства - удобство монтажа и высокое качество получаемого изображения, а основной недостаток – относительно не высокая светочувствительность»
Помимо этого IP камеры позволяют использовать прогрессивную развертку, а также легко управлять сжатием сигнала, что позволяет экономить место на цифровых носителях. Ну и разумеется, весьма важно, что они, как отмечал уже выше М.В. Руцков, позволяют решить проблему «перекрытия» полос движения. В этой связи Ю.В. Бухтияров отмечает: «Применение мегапиксельных телекамер для распознавания номеров позволяет решить одну важную техническую проблему, которая заключается в следующем. Разрешающей способности аналоговых телекамер, которые используются в системах распознавания автомобильных номеров, с трудом хватает, чтобы фиксировать номерные знаки на ширине одной полосы дорожного движения. Поэтому в случае проезда автомобиля сразу по двум полосам движения его номерной знак окажется «разрезанным» на изображениях, полученных от двух телекамер, направленных на эти полосы. Для исключения такой ситуации инсталляторы устанавливают аналоговые телекамеры таким образом, чтобы края их поля зрения перекрывали поля зрения соседних телекамер. Очевидно, что это ведет к повышению стоимости проекта. Мегапиксельные же камеры позволяют легко решить эту проблему с помощью одного устройства».
Таким образом, применение IP камер для систем распознавания автомобильных номеров не только правомерно, но и позволяет получить многие дополнительные преимущества, трудно достижимые для их аналоговых «собратьев».
Распознавание номеров: за какими камерами будущее?
Д.А. Горбанев: «Мне кажется, что сетевые камеры будут доминировать над аналоговыми - это эволюция, от которой никуда не уйти. На данный момент, конечно, есть аналоговые камеры которые по отдельным характеристикам превосходят сетевые на порядок, например, по чувствительности, поэтому насколько я по личному опыту знаю обычно применяют ИК подсветку, чтобы в сумерки номер был более виден и легче его было распознать. Однако, технологии не стоят на месте, а развиваются и я думаю, что в конечном счете IP камеры будут безусловно лидировать. Пока что-то не придет и им взамен в свою очередь…».
Р.В.Стрельцов: «В любом случае будущее однозначно за IP камерами, поскольку технологии не стоят на месте. Главное при применении сетевых камер обеспечить правильные установку, угол обзора и работу электронного затвора с объективом, а также компенсацию засветки».
Ю.Л. Зарубин: «Я думаю все-таки придет время когда сетевые камеры повернутся лицом к проблеме работы в ночных условиях».
А.В. Пименов, Начальник отдела по связям с общественностью компании «ЭЛВИС»: «Рано или поздно все вообще перейдет на IP. Конечно, безопасность это та отрасль в которой достаточно тяжело происходят изменения., есть всякие перечни и регламенты по использованию того или иного оборудования . Поэтому ближайшее будущее все-таки за аналогом, а в перспективе конечно IP камеры полностью заменят аналоговые.»
А.В. Коробков, директор по разработкам компании-разработчика Macroscop: «Мы изначально сделали ставку именно на IP-камеры. Собственно, наши продукты только на них и ориентированы. Наш опыт показал, что при правильном подборе компонентов системы, установке и настройке они позволяют надежно распознавать номера автомобилей при скорости движения до 150 км/ч. При этом построение и модернизация систем на IP камерах намного быстрее и проще, чем на аналоговых, поэтому мы уверены, что будущее, безусловно, за IP камерами».
Применение IP-камер для распознавания номеров: пример реализации.
Как мы видели выше, хотя практически все эксперты и соглашаются, что за IP-камерами будущее, многие при этом считают, что на сегодня они вряд ли предпочтительней аналоговых. Однако, несмотря на это разработчики из Перми недавно добавили модуль распознавания номеров в свое ПО – единственное, которое с аналоговыми камерами вообще не работает. Мы связались с ними и получили материал о том, как устроен этот модуль.
Модуль распознавания номеров обеспечивает следующие функциональные возможности:
- Распознавание регистрационных номеров движущихся автомобилей с сохранением в архив информации о времени, дате, номере автомобиля, а также ссылки на соответствующий видеокадр.
- Перехват по номеру транспортных средств, занесенных в картотеку, в реальном времени.
- Работу со встроенной картотекой автомобильных номеров, которая позволяет добавлять и редактировать номера, вводить дополнительную информацию о транспортных средствах, формировать списки перехвата и/или информационные списки.
- Поиск транспортного средства в архиве по времени, дате, номеру автомобиля и дополнительной информации из картотеки.
Модуль позволяет:
- Проводить обработку видеопотока со скоростью 6 и 25 кадров \ секунду.
- Распознавать номера при вертикальном угле наклона видеокамеры до 40° и горизонтальном угле отклонения до 30°, а также при угле крена государственного регистрационного знака относительно плоскости до 10°.
- Распознавать стандартные типы номеров соответствующие стандартам России, Украины, СССР, Беларуси и Италии, а также инверсные, дипломатические и полицейские номера.
- Использовать детектор движения для уменьшения вычислительных затрат при идентификации номера.
- Задавать отдельные области поиска для уменьшения вычислительных затрат при идентификации номера.
- Распознавать номера при скорости движения автомобиля до 150 км/час.
- Распознавать одновременно до 10 различных номеров.
Для настройки модуля распознавания автомобильных номеров в ПО для IP-камер Macroscop необходимо выбрать один из двух режимов работы: «Парковка» (6 кадр / сек) используется при маленькой скорости движения транспорта, а «Дорога» (25 кадр / сек) для быстрого движения (например, улица или автомобильная трасса).
Чтобы включить поиск и распознавание при угле крена государственного регистрационного знака относительно плоскости дорожного полотна до 10°, достаточно активировать опцию «Искать не горизонтальные номера». Для поиска инверсных номеров (например, полицейские или военные номера), служит специальная опция «Искать инверсные номера».
Регулируемый параметр «Порог достоверности» позволяет изменять качество распознавания номера в процентах. Номера, качество которых будет ниже заданной величины порога, будут автоматически отброшены. Еще один параметр «Количество нераспознанных символов» позволяет автоматически отбрасывать номера, в которых количество нераспознанных символов больше указанного.
Параметры «Минимальный размер номера» и «Максимальный размер номера» - задают минимальный и максимальный размер номера в процентах от кадра. Их можно задать также и интерактивно на изображении от камеры - растянув прямоугольную область так, чтобы номер автомобиля оказался внутри данной области.
Поскольку минимизация вычислительных ресурсов при высоком качестве результата, является «фирменным стилем» ПО для IP камер Macroscop и в модуле распознавания номеров сделано все, чтобы оптимизировать работу системы.
Прежде всего, это возможность задания отдельных зон поиска – всегда может быть часть кадра, в которой появление автомобильных номеров не возможно (например, обочина, тротуар и т.д.). Если зоны поиска не будут заданы, то анализироваться будет полный кадр, как это типично и бывает во многих прочих системах.
Настройка «Использовать автомасштаб» снижает вычислительные затраты в случае, когда горизонтальный размер номера более чем 120 пиксел. (такая ситуация возникает когда для наблюдения за одной полосой движения используются камера с разрешением более 1Mpix, и как следствие, размер номеров получается слишком большим).
Для этих же целей служит и настройка «Использовать детектор движения» при включении которой, будут анализироваться только те кадры и зоны где есть движение.
Важно отметить, что база данных системы может работать в двух режимах:
- «Локальная» – если картотека используется одним сервером в системе и ее необходимо расположить на том же сервере, где производится распознавание номеров.
- «Удаленная»– если картотека используется несколькими серверами, и она расположена на определенном сервере в сети. Необходимо указать адрес сервера в сети и порт, на котором он расположен, имя пользователя и пароль пользователя.
Для наблюдения в реальном времени и просмотра архива в клиенте служит окно «Распознавание номеров», которое включает в себя три закладки: «Наблюдение», «Архив» и «Картотека».
Закладка «Наблюдение» (именно она отображена на приведенном выше рисунке) предназначена для просмотра событий обнаружения автомобильных номеров в реальном времени. В правой нижней части вкладки расположен список событий обнаружения автомобильных номеров.
В левой верхней части вкладки отображается кадр соответствующий выбранному событию. Вверху на кадре отображается название канала, время и дата соответствующая данному кадру. Оранжевой линей на изображении выделяется автомобиль, номер которого был распознан. В нижнем левом углу кадра отображается увеличенное изображение распознанного номера. В левой нижней части окна расположена дополнительная информация, справа от дополнительной информации располагаются кнопки «Перейти в картотеку» и «Добавить в картотеку».
Над списком в правой верхней части расположена панель фильтрации. С её помощью можно производить фильтрацию данных, отображаемых в списке событий обнаружения номеров. Панель «Фильтрация» позволяет задавать следующие параметры фильтрации:
- Номер автомобиля;
- Фамилия владельца;
- Группа, которой принадлежит номер автомобиля;
- Канал, на котором был обнаружен номер;
- Дополнительная информация;
- Скорость;
- Цвет автомобиля;
Закладка «Архив» предназначена для просмотра и поиска в архиве событий обнаружения автомобильных номеров. Функционал данной закладки аналогичен закладке «Наблюдение». Отличие заключается в том, что события в списке номеров являются результатом запроса из основного архива. Закладка «Картотека» для работы с картотекой автомобильных номеров, позволяет управлять группами и списками перехвата, добавлять, редактировать, удалять номера и связанную с ними информацию.
Чтобы добавить какую либо группу в перехват, достаточно поставить галочку в поле «Перехватывать автомобили из данной группы». Можно включить и режим для отображения номеров непосредственно на изображении нужного канала.
При выборе опции «Отображать все номера» - будут отображаться все обнаруженные номера (зелёным цветом) и номера, добавленные в перехват (красным цветом), а «Отображать номера, добавленные в перехват» - будут отображаться только добавленные в перехват номера.
По утверждению разработчиков описанного модуля их практический опыт показал, что IP-камеры прекрасно справляются с распознаванием номеров, однако, ИК подсветка для ночного времени все же желательна.
Анастасия Шуткина