Kamera beállítása az LPR szoftverhez

A rendszámfelismerés intelligens szoftver segítségével történik. Az optimális működéshez és hatékonysághoz olyan feltételek is szükségesek, amelyek az alkalmazott videoforráson múlnak. A gondos paraméterezés különösen akkor fontos, ha mozgó járművek rendszámait kívánja felismertetni, de más esetekben is hasznos lehet a leírtak alkalmazása.

A rendszámfelismeréshez éles, jó minőségű, kiértékelhető pillanatképek sorozatára van szükség, ami csak a kamera optimális és átgondolt beállításával biztosítható.

1

 1. Zársebesség (expozíciós idő, shutter speed)

A kamera beállításai közül ez a legfontosabb! A kamera mozgó tárgyról csak akkor rögzít állóképet, ha az expozíciós idő elég rövidnek bizonyul ahhoz, hogy tárgy ne mozduljon be.

Vegye figyelembe, hogy néhány kamera nem képes az expozíciós idő manuális beállítására, ezek a készülékek nem optimalizálhatók a mozgó járművekre.

Alapszabályként követendő, hogy az expozíciós idő legyen 1/500 másodperc vagy rövidebb. Egyes helyzetekben a gyorsan mozgó járművekről csak 1/1000 másodperces záridővel lehet állóképet készíteni.

2. Betekintési szög

Törekedni kell tehát arra, hogy a megfigyelt járművek minél kisebb mértékben mozduljanak el, de ez nem csak az expozíciós időn múlik, hanem a betekintési szögtől is függ. Az ideális betekintési szög megegyezik a rendszámra állított merőlegessel, vagyis akkor a legkisebb az elmozdulás, ha szemből fényképezzük a járművet.
A TechSon-LPR szoftver nem csak szemből képes felismerni a rendszámot, hanem viszonylag rossz pozícióból is. Akár a 25°-nál jobban is eltérhet a rendszám olvasási szöge a rendszámra állított merőlegessel, de ez a tulajdonság azzal is jár, hogy a ferdén mozgó jármű nagyobb elmozdulást végez egységnyi idő, mint a szemből jövő vagy távolodó!

2

Fontos számolni azzal, hogy minél messzebb helyezzük el a kamerát az úttesttől, annál nagyobb lesz a betekintési szög, és egyre nagyobb lesz az egységnyi időre számított elmozdulás.

3

Egy 3 méteres magasságban elhelyezett kamera, ha az alatta illetve előtte elterülő 3 – 10 méteres útszakaszt figyeli, az jelenti, hogy kb. 35-40°-ban dől az út irányába.

4

Ekkor egy autó, ha 50 km/órás (14 m/s) sebességgel érkezik, akkor a kamera által figyelt 7 méteres szakaszt 0,5 másodperc alatt teszi meg. Ez a teljes képméretet jelenti, azaz ennyi idő alatt áthalad a képen.

5

Ebből adódóan, ha 0,5 (1/2) másodperc alatt a rendszám a kép egészén áthalad, akkor még 1/200 másodperces expozícióval is megteszi a teljes kép 1%-át. Ami pixelekre vetítve egy 2 megapixeles felvételen (1080p) kb. 10 pixelnyi elmozdulást vagy inkább bemozdulást jelent.

 

6

 

 

7

Nem tekinthető élesnek az a felvétel, amelyben minden egy pixel vastagságú vonal tíz pixelnyi árnyékot húz. Ettől a függőleges felbontás valójában leesik 1080-ról 108 pixelre. Ekkora felbontás esetén a rendszámnak a képernyő nagy részét el kéne foglalnia, hogy értelmezhető legyen!
A megoldás a betekintési szög módosítása. Lehetőleg minél kisebb legyen, és ezt két módon érhetjük el. Az első mód: a kamerát minél közelebb elhelyezni az úttesthez, a második pedig az, hogy próbáljunk minél távolabbra nézni a kamerával. Ehhez persze nagy fókusztávolságú objektívre van szükség.

8

 

3. Távolság, méret

A kamera elhelyezéséből és az alkalmazott objektívből adódóan változik a képen látható rendszám legkisebb és legnagyobb mérete. A TechSon LPR minimálisan 10 pixel magas karaktereket követel, de a felismerés csak ideális esetben, tökéletes megvilágítás és expozíció során teljesülhet. Érdemes úgy kalkulálni, hogy rendszám ennek az értéknek a dupláját teljesítse. A 20 pixel magas betűk egy 2 megapixeles kamera esetén azt jelentik, hogy egy kb. 5x10 méteres keretben megjelenő autó rendszáma már felismerhető. Kisebb felbontású kamera esetén még inkább törekedni kell a pontos beállításokra, hogy a rendszám elmozdulásmentes és nagy méretű legyen a képeken.

9

4. Másodpercenkénti képek száma – FPS

Az LPR képes megkülönböztetni a közeledő és a távolodó járműveket, de ehhez az szükséges, hogy egynél több képkockán ismerje fel ugyanazt a rendszámot. A viszonylag sűrűbb frekvencia (25 FPS) jó eredményt hoz, de nagy terhelést okoz a processzornak. 10 – 15 FPS az az érték, ahol optimálisan dolgozik a program. Ekkor az elhaladó járműről nagy valószínűséggel készül több olyan kép is, amin felismerhető a rendszám. Az előzőekben vázolt (rossz) példából kiindulva, ha fél másodperc alatt átszáguld egy autó a képen, akkor 10 FPS esetén mindössze 4 – 5 kép készülhet. Ebből kellene az LPR-nek legalább két értékelhetőt találnia, hogy felismerje a rendszámot és megállapítsa az irányt.

5. Élesség

A kamera optikájának élességbeállítását úgy kell elvégezni, hogy azon a területen legyen a legélesebb, ahol a felismerés várhatóan történik. A beállítás idejére érdemes a kamerát minél rövidebb expozíciós időre állítani, hogy az írisz (blende) kinyíljon és ne tévesszen meg bennünket az enélkül fellépő mélységélességi effektus, ami nagyobb területen mutatja élesnek a képet, mint nyitott írisz esetén.
Egyes kamerák digitális élességállítást használnak, ennek pontos beállítására inkább éjszaka kerüljön sor, mert ekkor van jelentősége inkább a kontraszt és az olvashatóság növelésének.

6. Megvilágítás

Nappali használat során a kamerák még nagyobb fókusztávolságú objektívvel is tudják tartani az ajánlott 1/1000 másodperc körüli expozíciós időt. Ekkor még jut elég fény a képfeldolgozó egységbe. Szürkületkor és éjszaka a rövid megvilágítási idő elégtelen lesz ahhoz, hogy értékelhető képet kapjunk. Ezért kiegészítő inframegvilágítást kell alkalmazni. A reflektort akár a kamera mellé/alá is helyezhetjük, ám jobb eredményt érhetünk el, ha közelebb visszük a megvilágítandó helyhez, és érdemes megpróbálni a kamera irányától némileg eltérni, azaz a reflektor is arra járműre világít, amit a kamera néz, de más szögből. Erre azért lehet szükség, mert a rendszámok egy fényvisszaverő anyagot tartalmaznak, és túlvilágíthatják a kamera képét, ha a megvilágítás is abból az irányból jön. A felhasznált reflektorok 60 – 100 méterre legyenek képesek világítani, de számoljunk azzal, hogy, a rendszámfelismeréshez megfelelően erős világítást ennél lényegesen kisebb távolságra képesek biztosítani. 

7. WDR, HLC, BLC, AGC, DNR

A kamerák beépített képjavító eljárásai nem mindig hasznosak a rendszámfelismerés szempontjából. Egyes kamerákban nincs beépített HLC vagy BLC, mert a szemből jövő erős fényre már nem reagál szóródással az érzékelő lapka. A WDR viszont, ami a túlvezérelt dinamikát csökkenti, éjszakai módban kifejezetten ronthatja az eredményt, mert megszünteti a kontrasztot a rendszám világos és sötét részei között. Ha a rendszám túlvilágított fehér foltként jelentkezik, akkor ne a WDR-hez folyamodjunk, hanem csökkentsük a elektronikus képerősítés értékét (AGC). Ettől a jármű akár annyira sötét is lehet, hogy csak egy foltként látszik, viszont a rendszám olvashatóvá válik. Az AGC csökkentésének két hatása is jelentkezik: a túlvilágított fehér részen megjelennek a betűk és a számok, valamint a zaj csökkenés miatt olvashatóbbá válik az információ. A zajcsökkentést önmagában nem lehet megoldásként felhasználni, mert az elmosás során értékes információk is eltűnnek a képről.

8. Összefoglalás

Ajánlott beállítások kültéri, mozgó járművek rendszámfelismeréséhez.

tablazat

A beállítások irányadóak, de nem helyettesítik a helyszín jellegzetességeiből és a konkrét kameratípusból adódó eltérések korrigálását.