О видеоаналитических системах, предназначенных для распознавания автомобильных номеров сказано очень много. Колоссальное общественное внимание в России было привлечено к недавно введенной практике применения в Москве системы распознавания автомобильных номеров и выставлению на основе данных этой системы штрафов за то или иное нарушение правил дорожного движения. Рынок защиты автомобильных номеров от распознавания отреагировал, как всегда, чутко и оперативно, предложив потребителю большой ассортимент чудодейственных средств. Как обычно бывает при внедрении новых систем и практик, вопросов относительно юридической легитимности, технической достоверности и способах борьбы с этой системой больше, чем ответов.

Для того, чтобы попытаться дать объективные ответы на такие вопросы, проанализируем ситуацию зарубежного опыта разработок и применения систем видеонаблюдения, позволяющих распознавать автомобильные номера (ANPR). Обычно, российский рынок систем видеонаблюдения повторяет с некоторыми видоизменениями основные этапы, пройденные зарубежными коллегами. Поэтому сначала рассмотрим, как за последние несколько лет использовались системы распознавания автомобильных номеров за рубежом.

Компания IMS Research, проанализировала ситуацию за 2010 г. в США и установила, что общий объем сегодняшнего рынка распознавания номерных знаков оценен исследователями как $68 млн. По сделанному компанией прогнозу в ближайшие пять лет эта сумма вырастет приблизительно в два раза. Такие высокие объемы этого сегмента рынка обусловлены тем, что системы распознавания автомобильных номеров зарекомендовали себя как работоспособные системы, которые находят применение во многих областях. В этом же исследовании сообщается об ожидании увеличения, кроме того, и международного рынка таких решений. Во многих странах системы распознавания номеров еще не внедрены из-за нехватки средств. Однако в будущем на закупку подобных продуктов будут выделяться, как ожидается, значительные средства.

Так, в 2011 г. инсталляция современной и высокотехнологичной системы видеонаблюдения была произведена в Индии, в полицейской академии штата Махараштра после того, как был задержан агент пакистанской террористической организации с фотографиями этой академии. Установленная интеллектуальная система видеонаблюдения — камеры программного обеспечения для видеоменеджмента (VMS) и прикладного ПО. Проектировщиком и инсталлятором решения выступила местная компания Revmax. Система построена на аппаратной базе от индийско-американской компании Cradle Technologies. Камеры «закрывают» свыше ста гектаров площадей. Эта система видеонаблюдения наряду с функциями идентификацией лиц, в том числе, и в гриме, передает акустическую информацию в двух направлениях, в том числе адресные и массовые сообщения. Кроме того, эта система считывает и регистрирует автомобильные номера.

Об эффективности работы систем видеонаблюдения, распознающих автомобильные номера, свидетельствуют способы борьбы с этими системами опытных китайских нарушителей. В 2008 г. китайские «мастера» наладили производство устройств, способных в считанные секунды переставить номерные знаки на автомобиле. Например, полиция провинции Гуаньдонг констатирует, что на многих снимках, сделанных камерами наблюдения, номерные знаки прикрыты либо непрозрачным материалом, либо фальшивыми номерными знаками. Стоимость самой дешевой модели приборчика составляет примерно 800 юаней (менее 3000 рублей). Более продвинутая разновидность, стоящая вдвое дороже, способна «сменить номер» менее чем за три секунды. То есть, попытки обмануть современные системы видеонаблюдения, распознающие автомобильные номера, путем значительного превышения скорости, создания дополнительных помех путем нанесения на номер лаков, сеток, дополнительных подсветок и пр. не увенчались успехом. Иначе не нашли бы такого широкого применения чисто механические средства монтажа нового номера.

Цели и задачи системы определения автомобильных номеров

Еще в 2005–2006 гг. при построении систем видеонаблюдения за рубежом, большое внимание уделялось распознаванию номерных знаков автомобилей.

Также в 2005 г. требования к видеокамерам делать снимки номерных знаков автомобилей, находящихся в полутора кварталах вокруг школ Филадельфии выдвинуло руководство школьного округа. Было разработано техническое решение согласно которому, эти камеры установлены на поворотных устройствах с дистанционным управлением. Каждая из таких камер стоит примерно 1000 долларов.

По заказу муниципалитета Стокгольма для считывания номерных знаков в 2006 году в центре города установлено 150 видеокамер. С их помощью контролируются транспортные потоки и измеряется их плотность, осуществляется слежение за пробками. Эта система включает в себя видеокамеры, способные считывать номерные знаки. Они интегрируются со стандартными цифровыми видеорегистраторами и способны выполнять свои функции как днем, так и ночью, в полной темноте, при высокой скорости движения автомобилей, а также при ослепляющем свете передних фар. Все продукты применяемой линейки интегрируются с программным обеспечением для автоматического считывания номерных знаков. Эта интеграция позволяет проводить с их помощью быстрый поиск номеров в базах данных.

Над магистралью, соединяющей Бирмингем и Восточный Мидлендс, установлены видеокамеры с объективами с фокусным расстоянием 7.5; 16; 50; 75 мм, обеспечивающие высокое качество изображения. Изображение передается в региональный центр управления агентства Highways Agency в Квинтоне и записывается в цифровом формате. Предусмотрено, что в моменты наибольшей загруженности М42 при возникновении дорожных пробок, будут открываться для проезда 2 дополнительные полосы на твердых обочинах шоссе. Каждый раз, перед открытием движения по дополнительным полосам, их будет осматривать оператор системы при помощи камер видеонаблюдения для обнаружения возможных препятствий движению, таких, как брошенные автомобили или мусор.

Обращает на себя внимание тот факт, что системы определения автомобильных номеров за рубежом используются не только и не столько для выписки штрафов нарушителям правил дорожного движения, но и для поиска лиц, совершающих любые преступления и находящихся около социально значимых объектов. Благодаря возможности быстрого поиска в базах данных распознанных номеров, эти системы справляются с анализом оперативной информации, получаемой при патрулировании. То есть, системы распознавания автомобильных номеров благодаря широчайшей интеграции с различными базами данных и программному обеспечению, позволяющему анализировать результаты обработки этих данных, могут предлагать различные оптимальные алгоритмы поведения структур безопасности в связи с той или иной ситуацией. Кроме того, эти системы успешно используются для борьбы с пробками путем анализа ситуации на дорогах и возможности открытия дополнительных маршрутов.

Например, согласно отчету МВД Великобритании в этой стране системы распознавания автомобильных номеров используются самыми разными пользователями, включая:

• полицейские силы — для осуществления перехвата и расследования дорожных происшествий;
• налоговое ведомство и агентство по организованной преступности — для осуществления расследований;
• местные власти (обычно в лице местной полиции) — для охраны правопорядка и мониторинга обстановки;
• служба лицензирования и регистрации автомобилей и управление шоссейных дорог — для мониторинга автомобилей и автострад;
• частные структуры — для обеспечения безопасности, сбора платежей и контроля доступа в автомастерские, зоны парковки и т.п.

В отчете британского МВД фактически не упоминается использование систем распознавания автомобильных номеров для выписки штрафов за нарушения правил дорожного движения. Полиция Великобритании, согласно этому отчету, использует системы распознавания автомобильных номеров для защиты законопослушных граждан от опасностей, связанных с нахождением на дорогах водителей, которым запрещено нахождение за рулем, а также незастрахованных и незарегистрированных транспортных средств. Применяются системы автоматического распознавания номерных знаков, согласно отчету британского МВД, и для расследования преступлений. Так, к примеру, распознавание номеров сыграло решающую роль в поимке убийц констебля Шарона Бешенивски.

В отчете британского МВД указано, что существенное отличие распознавания номеров автомобилей от видеонаблюдения в том, что поиск по базам производится намного быстрее и удобнее. Хранение данных распознавания в течение длительного срока оказывает содействие полицейским расследованиям.

При использовании британской полицией систем автоматического распознавания автомобильных знаков, в отличие от систем видеонаблюдения, источником исходных данных становятся камеры, находящиеся в ведении соответствующего подразделения. Каждое из подразделений располагает собственными камерами, данные с которых поступают в местный центр управления системой и записываются на носитель. Затем эти данные пересылаются в Национальный центр данных распознавания автомобильных номеров (National ANPR Data Centre, NADC). Записываются регистрационный номер автомобиля, время и местоположение в момент фиксации номера, изображение номерного знака (для обеспечения возможности проверки), а также изображение транспортного средства (последнее не подлежит пересылке в NADC). Основными базами данных, по которым проводится проверка совпадений регистрационного номера, являются:

• общенациональная полицейская, в которой содержатся данные об автомобилях, которые были украдены либо связаны с преступлениями;
• Д местных подразделений полиции;
• БД застрахованных автомобилей;
• БД службы лицензирования и регистрации автомобилей;
• иные национальные базы данных (например, по оперативным мероприятиям, контртеррористическая и т.д.).

Для обеспечения выполнения указанных задач работает рынок разработки и поставки технических средств.

В 2006 г. компания Virage разработала весьма прогрессивную систему распознавания автомобильных номеров и обработки этой информации. Так как эту систему распознавания автомобильных номеров можно объединять с многочисленными архивами, например, полицейскими базами данных и данными по транспортным потокам, то она способна выявлять и оперативно предоставлять информацию о взаимосвязи между зарегистрированными номерами машин и другими характеристиками любого указанного транспортного средства, а также выдавать информацию об истории движения этого транспортного средства. Например, при обнаружении машины, приближающейся к зоне высокой безопасности (детским учреждениям или правительственным зданиям), система видеонаблюдения Virage автоматически привлечет внимание персонала к тому факту, что это транспортное средство проезжает здесь уже в четвертый раз за определенный промежуток времени. Кроме того, эта система автоматически запускает запрограммированные ответные действия сразу после идентификации транспортного средства. Например, при обнаружении неопознанного транспортного средства система, контролирующая доступ на объект, отказывает ему в доступе и, если требуется, подает сигнал оператору поста видеонаблюдения.

Также в 2006 г. в британском городе Бате для контроля основных магистралей, в основном на въезде и выезде из города установили 46 видеокамер, подключенных к компьютерной системе, которая может считывать номерной знак каждого автомобиля, проезжающего мимо, а также сверять его с базой данных. Эта система распознавания номерных знаков использует 30 баз данных, включая общенациональные базы данных, имеющиеся у полиции. Когда система по номеру автомобиля устанавливает, что он принадлежит разыскиваемому преступнику, ближайший патруль может перехватить такой автомобиль. Это предотвращает высокоскоростные полицейские преследования. Кроме того, эта система позволяет ловить не только разыскиваемых преступников, но и людей, которые управляют транспортным средством без прав или были лишены прав. Для этого она связана с системой Управления по выдаче водительских прав и автомобильных удостоверений.

В 2006 г. компания GE Security, интегрировала программное обеспечение Autofocus компании Survision в цифровую платформу интеллектуальных систем видеонаблюдения VisioWave. Это дало возможность для автоматизированного контроля доступа на автостоянки. Компания Autofocus, разрабатывающая обработку изображения, компания VisioWave создает интеллектуальные системы обработки изображений. Их совместная система распознавания автомобильных номеров эффективно применяется для управления транспортными потоками. Пользователи VisioWave, применяющие систему для нужд полиции, а также автобусного, трамвайного и пассажирского легкового автотранспорта, могут различать транспортные средства по номерным знакам в целях управления и контроля доступа на автостоянки. Также система в состоянии опознать краденые автомобили и автоматически регистрировать тарифное время на автостоянках для легковых и грузовых автомобилей и трейлеров.

В 2005 г. министерством внутренних дел Великобритании опубликованы результаты успешного осуществления экспериментальной программы по применению систем автоматического распознавания номерных знаков автомобилей CitySync ANPR, для внедрения таких систем было инвестировано 15 миллионов фунтов стерлингов. Технология автоматического распознавания автомобильных знаков CitySync A широко применяется не только в городских системах видеонаблюдения, но и в патрульных полицейских машинах. Системы CitySync ANPR в 2005 г. были установлены в таких британских городах, как Эйлсбери, Кентербери, Ливерпуле, Портсмуте и Виндзоре. Эта система способна работать в широком диапазоне скоростей, даже превышающих 100 миль в час. Инфракрасные видеокамеры захватывают изображения при плохом освещении, в условиях дождя, отражений и слепящего действия фар. Программное обеспечение считывает номерные знаки и сопоставляет их с базами данных, оповещая полицейских в течение нескольких секунд в случае обнаружения похищенных, незарегистрированных, незастрахованных автомобилей, или машин, за пользование которыми не уплачен налог. Данные о номерных знаках извлекаются и сопоставляются с 60 базами данных полиции в реальном режиме времени. Когда параметры поиска и информация из базы данных совпадают, тревожный сигнал приводит в действие системные контроллеры, которые инициируют соответствующие действия.

Эта же компания CitySync в 2005 г. установила свою систему распознавания автомобильных номеров на одной из самых современных в Великобритании электростанций Котам (Cottam). Тепловая электростанция мощностью 2 ГВт расположена в 13 км от населенного пункта Ретфорт (Retford) в графстве Ноттингемшир. Встроенное в эту систему программное обеспечение Eclipse Digital Software позволяет интегрировать в него дополнительные программные модули как собственной разработки, так и от сторонних разработчиков. При этом последнее обстоятельство имело особое значение, так как до этого на станции уже успешно работала система Geutebruck Multiscope System. Видеокамеры были установлены так, чтобы можно было идентифицировать номерные знаки автомобилей, останавливающихся перед КПП. В базу данных, подключенную к системе, были внесены все лица, имеющие право на проход и проезд на территорию станции. При обнаружении неизвестного транспортного средства тревожный сигнал передавался через систему Geutebruck Multiscope System на центральную систему контроля.

В 2006 г. видеосистемы распознавания номерных знаков на патрульные автомобили установила английская компания Appian Technology, выиграв крупный заказ на 300 тысяч фунтов стерлингов. Это был дополнительный заказ от Управления полиции Великобритании, так как ранее несколько полицейских автомобилей уже были оборудованы этой системой. По оценкам специалистов такие системы, установленные на автомобили высоко эффективны при проведении операций по захвату опасных преступников, замешанных в нелегальной торговле оружием и наркотиками.

Техническое совершенствование системы определения автомобильных номеров

За прошедшие годы использования за рубежом систем распознавания автомобильных номеров накоплена значительная статистика причин неправильного распознавания автомобильных номеров и разработаны алгоритмы борьбы с этими трудностями.

Для «машинного зрения» трудности представляют объекты, содержащие такие дефекты, как шум, засветку, сдвиги, повороты, нарушения пропорций и т.д. Кроме того, как уже упоминалось, к видеокамерам, работающим в системах распознавания автомобильных номеров, предъявляются достаточно высокие требования относительно разрешающей способности, размера фоточувствительных матриц, наличия корректирующих функций в камере, чувствительности и быстродействия. В 2009 г. испанская компания Cell2solutions объединила три известных алгоритма распознавания символов — корректирующий, структурный и нейронный. В предлагаемой этой компанией системе Autofocus применяются все три указанные алгоритма. Их комбинирование позволяет максимально использовать плюсы каждого из алгоритмов, избегая его слабых мест.

Как уже упоминалось, еще в 2006 г. компания Virage, принадлежащая Autonomy Corporation Neurodynamics, заявила о создании системы автоматического определения автомобильных номеров, использующей структуру и технологию нейронной сети и оптического распознавания образа, способную провести автоопределение номера даже в случае плохой видимости из-за погодных условий или слабого ночного освещения, распознающую автомобильный номер на скорости, превышающей 160 км/ч, в любом, даже очень плотном, транспортном потоке и позволяющую записать этот номер.

В конце 2008 г. британская компания Premier Electronics выступила с заявлением о том, что ею была разработана система автоматического распознавания автомобильных номеров, стабильно получающая высокие результаты без применения дорогостоящих специализированных камер.

Некоторые компании идут по другому пути совершенствования системы распознавания автомобильных номеров. В начале 2009 г. компании Acumen Intercontinental Corp. и Video Internet Technologies (VIT) заявили о выпуске на рынок своего совместного продукта — системы видеонаблюдения Ai-Parking с функцией распознавания автомобильных номеров. В системе Ai-Parking используются камеры видеонаблюдения Acumen высокого разрешения (разрешение изображения у обеих моделей 600 твл.), специально предназначенные для систем распознавания номерных знаков: Ai-CC91 и Ai-СС93. Это достигается за счет повышенной скорости срабатывания электронного затвора камеры. Установки электронного затвора выставляются вручную в зависимости от поставленной задачи регистрации: до 1/560 с для Ai-CC91 и до 1/4000 с для Ai-CC93. Ai-CC91 предназначена для дорожного наблюдения. Она фиксирует с высокой точностью номерные знаки автомобиля на скорости до 120 км/ч днем и до 70 км/ч ночью. Ai-CC93 оснащена встроенным ИК-фильтром и позволяет получать тот же результат на скорости до 150 км/ч в круглосуточном режиме.

Кроме того, в камерах реализована программа автоматического снижения уровня шума и повышения чувствительности DNR & Sense Up. Камеры работают в диапазоне температур от –30 до +50°C, при допустимой влажности 80%, потребляемая мощность — 3 Вт. Вместе с тем, специалисты компании Acumen подчеркивают, что модели Ai-CC91 и Ai-СС93 относятся к линейке стандартных камер, и потому для каждого проекта требуется индивидуальная проработка, например, комплектация специализированными кожухами при реализации проектов внешнего наблюдения или подбор объектива. Действительно, если ориентироваться по характеристикам, то это весьма стандартные видеокамеры. Однако, здесь важен оптимальный подбор скорости переключения затвора и чувствительности видеокамер, которые, как известно, являются двумя сторонами одной медали. Чем выше скорость переключения затвора, тем ниже чувствительность и наоборот. При этом говорить о какой-либо величине чувствительности, не указав уровень шума, не имеет смысла. Видимо, в указанных видеокамерах действительно функционирует эффективная программа повышения чувствительности и снижения шумов. Безусловно актуальным решением является применение ИК-подсветки для распознавания автомобильных номеров в темное время суток.

Эти видеокамеры были представлены в Москве на выставке MIPS-2009. Система Ai-Parking снабжена также такими функциями управления, как удаленный доступ к видеоархиву, удаленное администрирование системы и многоуровневое разделение прав доступа к системе. При этом в базу данных заносится номер в формате текста, время распознавания, направление движения, кадр, с которого было произведено распознавание с помощью просмотра видеоролика. Коэффициент распознавания автомобильных номеров составляет 96%. К числу интересных возможностей системы Ai-Parking относятся: до 8 каналов распознавания и до 16 каналов наблюдения на одном компьютере, создание и запись сетевых видеоархивов, возможность одновременно распознавать до 10 номеров в кадре.

Интересный и полезный пример наблюдения за дорогами был реализован в 2010 г. в Великобритании, недалеко от Бирмингема. На автотрассе А83, пролегающей по местности, подверженной оползням, видеокамеры, работающие вместе с ИК-прожекторами, каждые 10 минут круглосуточно транслируют изображение трассы на сервер компании Vaisala в Бирмингеме. Туда же направляются показания различных метеорологических датчиков. Клиенты компании могут ознакомиться с этими данными удаленно, через веб-интерфейс. Обращает на себя внимание работа инфракрасных прожекторов. Они работают в импульсном режиме, включаясь только в моменты съемки, и позволяют двум инфракрасным камерам получать четкие изображения окружающей территории в радиусе 150 метров. Аккумуляторы этих прожекторов заряжаются в дневные часы от солнечных батарей, встроенных непосредственно в их корпус, и ветрового генератора. В ночное время их заряд поддерживается только энергией ветра. Этого достаточно, чтобы обеспечивать регулярные включения прожекторов в темноте. Такие инновационные решения, направленные на повышение информированности водителей о состоянии труднодоступных участков дорог, находят все большее распространение за рубежом. Обращает на себя внимание то, как серьезно следят за рубежом именно за безопасным состоянем трассы и информировании водителей о трудной дорожной ситуации.

Правовая оценка системы определения автомобильных номеров

За годы использования за рубежом системы определения автомобильных номеров претерпела существенные изменения правовая оценка использования этой системы.

Во-первых, развивается дискуссия о целесообразности применения штрафных санкций на основе данных системы определения автомобильных номеров. Наряду с мнением, что водители, зная о видеокамерах, меньше нарушают ПДД, увеличивается статистика, свидетельствующая о повышении числа аварий. Часто водитель, увидев камеру, резко сбрасывает скорость и создает опасную ситуацию.

Во-вторых, набирает силу движение, направленное на защиту граждан от обогащения властей за их счет и улучшения инфраструктуры дорог, за которыми ведется видеонаблюдение. Видеокамеры, которые ведут на дорогах штата Луизиана мониторинг нарушений скоростного режима и сигналов светофора, могут быть отключены и демонтированы. По мнению членов Палаты, камеры служат для властей источником дополнительного дохода, и не более того. В бюджет округа Джефферсон, например, с момента установки камер и до конца 2008 г. поступило 11 млн. долларов за счет того, что было выписано 144 тысячи квитанций на штраф. Выдвигается предложение, чтобы власти округов и городов, установившие камеры, отдавали 50% поступлений от этих штрафов выше, в бюджет штата. А штат должен тратить эти средства на строительство, ремонт и оснащение автодорог. То есть, если камеры поставлены во имя безопасности, то и доходы, получаемые с их помощью, должны тратиться на то, чтобы дороги делались безопаснее и комфортнее.

Счета, на которые поступали со всего округа эти деньги, теперь заблокированы из-за того, что конституционность данной процедуры была поставлена под сомнение. Таким образом, запрет на дорожные камеры уже ввели четыре штата — Висконсин, Западная Вирджиния, Невада и Нью-Гэмпшир.

О.В. Вовк,
к. т. н.,
ООО «Аи-Видео»
Источник: sec.ru