1.1.1 Розпізнавання автомобільних номерів

Системи, що здійснюють контроль за автотранспортом, з'явилися останніми роками і, на жаль, в широкій літературі не описані. Мабуть, найвідомішою є багатофункціональна система встановлена у Великобританії в районі Ситі. За даними джерел масової інформації система є обширною мережею із наглядових відеокамер сполучених з центральним пультом управління. Система була створена з метою зниження рівня злочинності на вулицях міста.

Однією з функцій системи є автоматичний пошук автотранспортних засобів по заданих номерах і подальше їх дослідження. Також є функція ідентифікації автотранспорту що проходить через ключові крапки та перевірки по базі даних, чи не міститься даний транспортний засіб в “чорному списку”, наприклад, чи не розшукується автомобіль.

За час експлуатації дана система добре себе зарекомендувала і дозволила істотно понизити рівень злочинності.

Контроль руху автотранспорту включає і інші завдання. Так, наприклад, загальновідома проблема проїзду по платних шосе і мостах. Необхідність проводити оплату при в'їзді на такі шосе і мости приводить до виникнення пробок. У літній час довжина пробок може досягати декількох кілометрів. Установка в таких місцях систем, що розпізнають, дозволить на підставі ідентифікованого автотранспортного засобу визначити по базі даних його власника і просто виставити йому рахунок за проїзд. Таким чином проблема пробок буде вирішена.

Іншою ланкою використання систем контролю за автотранспортом є організація безпеки на платних автостоянках. Установка системи, що розпізнає, на в'їзді автостоянки дозволить вирішувати наступні задачі. При реєстрації факту виїзду на моніторі з'являються два кадри – поточний і вибраний з журналу в'їзду. Це дозволяє операторові візуально оцінювати відповідність і виключати можливість підміни автомобіля. Також з'являється можливість автоматичного обчислення часу знаходження машини на стоянці. При заданих тарифах можна відразу роздруковувати чек на оплату.

Розробку систем контролю автотранспорту ведуть також російські дослідницькі лабораторії. Розглянемо систему «Авто-Інспектор». Система «Авто-Інспектор» – програмно-апаратний комплекс, що забезпечує розпізнавання номерів рухомих автомобілів, надійно працює в широкому діапазоні зовнішніх умов, легко інтегрований з охоронним устаткуванням, виконавчими пристроями і зовнішніми базами даних. Ефективний для вирішення завдань реєстрації, ідентифікації і забезпечення безпеки автомобілів, контролю транспортних потоків.

Система «Авто-Інспектор» упроваджена на тисячах об'єктах, серед яких прикордонні переходи межі України, резиденція президента Республіки Бразилії, об'єкти ВАТ «АВТОВАЗ», Череповецькіий металургійний комбінат «Северсталь», Ярославський моторний завод, Орловський сталепрокатний завод, Волгоградський алюмінієвий завод, успішно використовується на мобільних постах Тверського управління ДІБДР.

Область застосування Система «Авто-Інспектор» - рішення задач контролю, реєстрації, ідентифікації і забезпечення безпеки автомобілів на будь-яких об'єктах, для яких характерний транспортний потік різної інтенсивності: від автопаркінгу житлового комплексу до міської магістралі.

Безпека і автоматизація автомобільних стоянок, організація стаціонарних і мобільних постів ДПС, запобігання несанкціонованому проїзду на об'єкти, що охороняються, контроль транспортних потоків підприємства, магістралі, міста.

Спеціально розроблена технологія забезпечує високий відсоток розпізнавання, миттєве порівняння з інформацією бази даних, можливість одночасного аналізу декількох реєстраційних номерів автомобілів. Функціональними можливостями цієї системи є розпізнавання автомобільних номерів, формування бази даних, швидкий пошук інформації, інтеграція у складі єдиної системи безпеки із зовнішніми базами даних, технологічним устаткуванням, системами розрахунків.

У системі «Авто-Інспектор» реалізовані функціональні можливості необхідні для ефективного вирішення завдань на різних об'єктах: від забезпечення збереження автомобілів в межах автостоянки до контролю за пересуванням транспорту в масштабах підприємства, окремої магістралі, цілого міста. Технічні характеристики системи гарантують надійну роботу в широкому діапазоні зовнішніх умов:

– виявлення появи автомобіля в кадрі;
– розпізнавання реєстраційного номера автомобіля.

Перевагами цієї системи є:

– розпізнавання номерів рухомих на швидкості до 150 км/г автомобілів;
– висока якість розпізнавання в різних умовах освітленості: у денний і нічний час;
– розпізнавання реєстраційних номерних знаків різних країн з можливістю адаптації для роботи з новими стандартами;
– формування бази даних із збереженням інформації про час, дату, напрям проїзду, розпізнаний номер автомобіля, його відео зображення;
– забезпечення пошуку інформації в базі даних по номеру, часу, даті проїзду транспортного засобу;
– миттєвий пошук інформації по заданих параметрах: при об'ємі бази до 10 млн. записів не більше 0,2 с.;
– зіставлення розпізнаного номера з інформацією бази даних (власною або зовнішньою).

Спеціально розроблена технологія забезпечує високий відсоток розпізнавання, миттєве порівняння з інформацією бази даних, можливість одночасного аналізу декількох реєстраційних номерів автомобілів. Відповідно до розробленої технології процес аналізу відео зображення проходить наступні етапи:

а) нормалізація зображення [9,12]. Видалення у відео потоці шумів, нівеляція ефектів втрати фокусу, нерівномірного розподілу яскравості від джерел світла, видалення рисунків або іншої графіки з фону номерної пластини забезпечує високу точність розпізнавання;
б) локалізація номера у відеокадрі. Виділення областей, по рисунку тих, що потенційно містять номер, здійснюється за наслідками аналізу відео зображення на основі формального уявлення про масштабні характеристики номерного знаку;
в) перетворення початкового зображення [9,12]. Графічне зображення номера приводиться у векторну форму, що максимально є схожим для швидкого розпізнавання: виділяються окремі символи для подальшого аналізу по ключових характеристиках. Використовуваний при цьому алгоритм дозволяє здійснювати розпізнавання незалежно від масштабу, використовуваного шрифту символів номера, оптичних спотворень, налипання грязі і розривів;
г) перевірка результатів розпізнавання [6]. Уточнення результатів розпізнавання здійснюється на основі заданих шаблонів, що дозволяє уникнути тривіальних помилок – помилкового розпізнання артефактів, визначення неправильної кількості символів в номері, розпізнавання близьких символів та інші;
д) порівняння результатів розпізнавання з інформацією бази даних. Експортування розпізнаного номера у власну або зовнішню базу даних [2] для зіставлення з наявною інформацією і подальшої реалізації заданої реакції системи і сповіщення оператора за наслідками розпізнавання і порівняння.

Розглянемо систему «Авто-Інтелект» (рисунок 1.1). Система «Авто-Інспектор» - це система розпізнавання, обліку і аналізу об'єктів, що мають ідентифікаційний номер. Об'єктами можуть бути автомобілі, рухомі в потоці і відеокамери, що потрапляють в область "зору", потяг з номерами на вагонах, конвеєрне виробництво якихось продуктів, які нумеруються і потрапляють в область відеокамери.

«Авто-Інспектор», будучи модулем базової системи «Інтелект», має практично необмежені можливості, тобто на програмному рівні можна завжди побудувати систему в режимі подія-реакція.
Рисунок 1.1 – Вид програмної оболонки системи «Авто-Інтелект»

Наявність номера на об'єктах, якого-небудь потоку лише розширює можливості обліку, обробки, аналізу і запрограмованої реакції системи. "Авто-Інтелект" може ідентифікувати об'єкт по його номеру, і зреагувати відповідно до настройок - перевірити і видати інформацію про те, що автомобіль викрадений, перерахувати і ідентифікувати всі вагони потягу, що проходить, або просто відкрити шлагбаум на парковці, прочитавши номер машини, що під'їхала.

Розглянемо принцип дії розпізнавання авто номерів. При русі автомобілів на ділянці дорожнього полотна, що потрапляє у поле зору відеокамери, відбувається автоматичне розпізнавання номера (державного реєстраційного знаку), його запис в журнал і перевірка на збіг з номерами в базах даних на предмет машин, що числяться як викрадений. Система формує базу даних всіх транспортних засобів, що пройшли через зону контролю, включаючи в базу зображення, номер, дату, час реєстрації і напрям руху кожного автомобіля. «Авто-Інтелект» також може вести облік статистичних характеристик транспортного потоку. Дані, отримувані детектором системи, дозволяють реалізувати алгоритми адаптивного регулювання дорожнім рухом з урахуванням реальної дорожньо-транспортної обстановки, фіксувати факти ДТП і пробок, розраховувати реальні навантаження на дорожнє полотно і т.д. Джерелом інформації служить телевізійний сигнал, що поступає від декількох відеокамер, розташованих на стовпах збоку проїжджій частині. Обчислена статистика про транспортний потік доступна для подальшої обробки і аналізу:

– загальна кількість минулих автомобілів;
– класифікація автомобілів по класах;
– середня швидкість руху по кожній смузі;
– заповнення по кожній смузі.