Чтение номеров. Теория и практика.

Там не так все просто.
Некоторые мысли по вопросу распознавания номерных знаков, к чему стремиться и что можно ожидать в идеальном случае:

1. При оптимальном освещении с высокой степенью надежности (высокая вероятность распознавания номера, не менее 90%) прочитать номера движущихся машин можно с расстояния не далее, чем от 8-9 метров (и ближе) при родном объективе (фокусное расстояние около 2,8 мм). Это примерно соответствует тому, что в кадре помещается своя полоса и две соседние (по одной с каждого края от своей полосы). При этом фокус в самом регистраторе должен быть настроен именно на эту дистанцию (лучше чуть меньше – около 3-5 метров, прочитайте что такое гиперфокус). При этом нужно учитывать, что с краев кадра разрешающая способность объектива ниже и больше смаз изображения в кадре из-за большого углового смещения изображения за время экспозиции), поэтому настраивать фокус на более близкое расстояние не имеет смысла, в движении прочитать номер встречной машины даже в соседней полосе в самом краю кадра не получится ни при каких условиях (очень большой смаз даже при малом времени экспозиции при относительно высокой скорости сближения машин).

2. Оптимальный угол для распознавания номеров движущихся навстречу друг-другу машин около 60 градусов, т.е.по 30 градусов влево-вправо от оси зрения (а на нашем регистраторе практически по 50 градусов в каждую сторону, т.е. примерно треть этого угла находится в зоне, где вероятность распознавания номера очень невелика – то есть с самого края кадра). При ухудшении условий съемки или сбитом фокусе регистратора вероятность распознавания номера стремится к нулю.

3. Можно еще запомнить так – максимальная цифра дистанции в метрах, с которой можно с уверенностью распознать номер (то есть все цифры и буквы, не прибегая к «гаданию») примерно в 3 (три) раза больше фокусного расстояния объектива в миллиметрах. Если, к примеру, вы планируете начинать видеть номера на видеозаписях с 25 метров, то нужно поставить объектив 8 мм, при этом потеряете угол обзора.

4. Этому есть простое и понятное объяснение. К примеру, мы используем видеокадр FullHD 1920х1080 точек (пикселов). Вот пример требований к видеоразрешению кадра для автоматического распознавания номеров в существующих системах распознавания номерных знаков:
Вероятность распознавания чистых контрастных номеров (удовлетворяющих требованиям ГОСТ Р 50577-93, ГОСТ 3207-77 и Венской конвенции о дорожном движении) более 99 %
Вероятность распознавания в реальном транспортном потоке более 95 %
Максимально допустимая скорость движения транспортного средства в зоне контроля 150 км/ч (потоковая версия)
20 км/ч (паркинговая версия)
Размер номерной пластины в кадре высота больших символов — 14–27 пикселов;
ширина пластины — 120–180 пикселов
Освещение в области номерного знака (при использовании источников видимого света) не менее 50 лк
Угол наклона камеры:
по вертикали
по горизонтали
до 30°
до 30°
Допустимый интервал следования легковых автомобилей 3 м (угол наклона камеры по вертикали 30°)
Допустимый интервал следования грузовых автомобилей 7 м (угол наклона камеры по вертикали 30°)

Здесь самая важная характеристика 120-180 пикселов на ширину номерного знака. К примеру, на (российском) номере 9 знакомест. На один знак для распознавания приходится (отводится) от 12 до 18 пикселей по ширине знакоместа (с учетом пробела между символами). Учитывая, что минимальная ширина матричного знакоместа составляет 5 точек (для возможности формирования букв и цифр) в этом случае «толщина линий» в такой матрице принимается в 2-3 пикселя. То есть есть некоторый запас на «муар», когда резкая граница между черной линией знака попадает на соседние по вертикали пиксели в разных строках видеосенсора (то есть линия становится как бы «расческой»), что негативно влияет на распознавание такого знака.
Для распознавания «глазами» требования снижаются до тех же 120-180 пикселей, но уже не на полметра (ширина знака 520 мм), а на один метр, где на линию знака отводится всего 1-2 пикселя. Отсюда мы получаем максимальное поле зрения по горизонтали около 15-16 метров (1920/120=16). При объективе 2,8 мм это мы увидим в кадре на расстоянии около 7 метров.
Вот удобный калькулятор расчета ( тынц )
Поставьте для примера в верхних окошках ширину – 16, расстояние 7 метров, нажмите рассчитать) увидите фокусное расстояние объектива (2,8 мм) и угол обзора по горизонтали (97,52 градуса).
Справа в табличке видно количество пикселей на метр в зависимости от применяемого видеокадра.
Ну а дальше можно выяснить какой объектив как влияет на разборчивость номерных знаков, поиграйтесь с расчетами (не забывайте котролировать фокусное расстояние объектива!)
Резюме:
При «идеальных условиях» в движении (60-80 км/час скорости потоков) вполне реально считывать номера встречных машин максимум с 8-9 метров до 3-4 метров от машины (если ближе, то возможен смаз знаков) При таком угле на более дальних расстояниях просто не хватает пикселей на формирование знака (становится меньше 5 точек в матрице и уже букву или цифру не «нарисуешь»). И здесь никакой фокусировкой, обработкой, битрейтом и чем угодно ситуацию не исправить. Если перейти на 4М (3840х2160), тогда дистанция распознавания при этом же угле примерно удвоится и приблизится к 20 метрам. Нужно иметь в виду что это размер видеокадра, а не размер сенсора.

Ну и не забываем, что на качество видео влияет время суток (утро, день, вечер), погода (ясно, солнечно, туман, пасмурно и т.д.), чистота лобового и самогО объектива на реге, расположение в а/м, угол наклона и т.д. и т.п.

 

Вот к примеру, для сравнения (время суток одинаково, около 16:30 )

1. Декабрь. Пасмурно, стекла и объектив неухожены и т.д., скорость около 10км/ч




2. Апрель. А вот идеальные условия, ясный солнечный день, солнце сбоку, стекла/объектив вышкалены, скорость около 120км/ч)

--- Сообщения Объединены, 21 фев 2016 ---

Обычно на вопрос/желание клиента: "Хочу такой регистратор, чтоб номера всегда читались!",
отвечаю так:

 

Ну да, что-то типа этого.