قابلیت‌های عملکردی و هسته پردازشی

پردازنده داخلی دوربین کارابین به‌صورت Embedded  فرآیند پردازش تصویر و به‌طور خاص پلاک خوانی را به عهده گرفته به‌گونه‌ای که برای عملکرد کامل سامانه به جزئی دیگر و یا پردازنده بیرونی نیاز نخواهیم داشت. این هسته پردازش تصویر، به‌طور خاص برای پلاک خوانی توسعه‌یافته و با ترکیب روش‌ها و الگوریتم‌های مختلف این حوزه شاهد نیل به بالاترین دقت عملیاتی پلاک خوانی هستیم. گفتنی است این الگوریتم با بهینه‌سازی و پیاده‌سازی مناسب به‌صورت Real Time بر روی پردازنده Embedded اجرا می‌گردد.

قدرت و دقت هسته پلاک خوانی

با افزایش قدرت پردازنده‌های اقتصادی و توسعه فناوری پردازش تصویر شاهد رایج شدن روزافزون نرم‌افزارهای ANPR هستیم لکن هر الگوریتم معمول پلاک خوانی از چالش کارکرد در شرایط عملیاتی و جدی ی ازجمله محل نامناسب پرچ، ضربه خوردگی و شکستگی، قرارگرفتن زیر سپر خودرو یا پشت شیشه و مشکلاتی دیگر پلاک از حالت طبیعی و واضح خارج‌شده است. در چنین مواردی است که قدرت واقعی یک هسته ANPR محک خورده و مشخص می‌گردد. نمونه‌های از عملکرد موفق دوربین کارابین در ادامه آورده شده است:سربلند بیرون نمی‌آید در اینجاست که هسته پردازش تصویر پلاک خوانی بکار رفته در دوربین Embedded کارابین با تکیه‌بر سال‌ها سابقه به‌کارگیری در پروژه‌های ثبت تخلف (از سال 2007 تاکنون) و به‌کارگیری تجربیات جهت چکش‌کاری الگوریتم‌ها هم‌اکنون به حدی از بلوغ رسیده است که رقابت باقدرت و کیفیت آن برای هر نرم‌افزار یا سامانه مشابه امکان‌پذیر نیست. این هسته ارقام و حروف معرفی‌شده به آن را درصحنه تشخیص داده و رشته متنی پلاک را استخراج می‌نماید و نیز با بکار بستن الگوریتم‌های Machin Vision مکان سه‌بعدی پلاک در دنیای سه‌بعدی را محاسبه می‌نماید. سر خط رئوس قابلیت‌های ویژه هسته ANPR دوربین کارابین به شرح زیر است:

قرائت انواع پلاک در رنگ‌های متنوع:

پلاک‌های به رنگ‌های متخلف در برخی کشورها (ازجمله کشوری ایران) تعریف‌شده و قانونی می‌باشند و این تفاوت‌ها بعضاً تا به حدی است که نور بازتابشی در انواعی از پلاک در فرکانس‌های نوری و ساعات متفاوت شبانه‌روز کاملاً متضاد بوده و قرائت موفق چنین پلاک‌هایی در تمامی شرایط چالشی جدی می‌باشد اما سامانه نورپردازی و تصویربرداری و همچنین هسته ANPR دوربین Embedded کارابین دقیقاً متناسب کارکرد پلاک خوانی توسعه‌یافته و به‌صورت یکپارچه عمل می‌نماید که درنتیجه دوربین Embedded کارابین قادر به تشخیص و قرائت انواع پلاک‌ها در رنگ‌ها و اشکال متنوع می‌باشد.

تفکیک کاراکترهای شبیه به یکدیگر:

 در طراحی پلاک برخی کشورها تمایز و تفکیک‌پذیری کاراکترها از ابتدا در نظر گرفته‌شده است اما برخی کاراکترها در پلاک برخی کشورها شبیه و بعضاً خیلی شبیه به هم بوده و تفکیک آن‌ها مسئله‌ای جدی می‌باشد به‌عنوان‌مثال دو کاراکتر «س» و «ص» در پلاک‌های ایران بسیار شبیه هم بوده و تفکیک آن‌ها چالشی جدی است. اهمیت این موضوع در شرایطی حیاتی می‌شود که در برخی از شهرها بخش قابل‌توجهی از پلاک‌های یک شهر از کاراکترهای «س» یا «ص» تشکیل‌شده است و اگر سامانه‌ای قادر به تفکیک این دو کاراکتر نباشد در عمل باعث افت چشمگیر دقت نهایی پلاک خوانی آن خواهد شد. هسته ANPR دوربین Embedded کارابین به‌طور خاص برای تفکیک چنین حالاتی مقاوم‌سازی شده است که درنتیجه عملاً توانمندی چشمگیری برای تفکیک این کاراکترها برای سیستم به ارمغان آورده است. در شرایط کاملاً کاربردی در شهرهایی که بخش عمده پلاک‌ها حاوی کاراکترهای «س» و «ص» است هسته ANPR دوربین کارابین در تفکیک پلاک‌ها سرافراز بیرون آمده به‌گونه‌ای که تنها در تفکیک این دو کاراکتر بسیار شبیه، دقت بالای 95 درصد به‌دست‌آمده است.

تفکیک کاراکترهای شبیه به یکدیگر س و ص و ب و پ

مقاومت نسبت به شرایط آب و هوایی:

انتظار به‌جایی است که یک دوربین ثبت تخلف در تمامی شرایط آب و هوایی قادر به عملکرد قابل‌قبول بوده و شرایط بد محیطی تأثیری چشمگیری در عملکرد آن ایجاد ننماید. بخشی از این موضوع مربوط به مقاومت سخت‌افزاری سیستم به شرایط محیطی است اما به لحاظ عملکرد قدرت هسته ANPR است که یک سامانه را در چنین شرایطی قدرتمند می‌سازد. در کشور ایران گستره آب و هوایی بسیار وسیع است و در عمل دوربین Embedded کارابین در اقلیم‌های بسیار گرم و خشک و بیابانی، تا اقلیم‌های بسیار سرد و کوهستانی بکار گرفته‌شده است و در عمل نتایج چشمگیر عملکرد آن در تمامی شرایط موفقیت‌آمیز بوده است.

پلاک خوانی چند پلاک:

تصویربرداری دوربین کارابین به‌صورت Wide می‌باشد پس طبیعتاً قرارگیری چند خودرو در تصویر محتمل خواهد بود طراحی الگوریتم و قدرت پردازشی دوربین پلاک خوان کارابین به‌گونه‌ای است که برای خواندن پلاک هر تعداد خودرویی که در تصویر قرارگرفته باشند مشکلی نداشته و همگی به تفکیک تشخیص داده‌شده و عملیات ثبت تردد و یا احیاناً تخلف هم‌زمان صورت می‌پذیرد. همچنین اگر روی یک خودرو چند نوع پلاک نصب‌شده باشد هسته پلاک خوانی کارابین به‌صورت اتوماتیک پلاک اصلی تعریف‌شده را تشخیص داده و آن را قرائت می‌نماید.

همچنین این دوربین Embedded توانمندی ویژه‌ای دارد که چندین نوع پلاک برای آن تعریف گردد و بدین ترتیب می‌توان با یک دوربین کارابین چندین نوع پلاک تعریف‌شده با استراکچرهای مختلف را به‌طور هم‌زمان تشخیص داده و قرائت نمود.

قرائت پلاک‌های تاریک، کثیف، ضربه خورده و…

هر نرم‌افزاری که به آن پلاک خوان نام دهند طبیعتاً در شرایطی پلاک‌ها را قرائت می‌کند اما ارزش و توانمندی یک هسته ANPR در قدرت عملکرد آن در شرایط تصاویر نامناسب نمایان می‌گردد. در شرایط عملیاتی با پلاک‌های روبرو می‌شویم که به دلیل کثیفی و خاک گرفتگی بسیار تاریک دیده می‌شوند و یا براثر تغییرات فیزیکی ازجمله محل نامناسب پرچ، ضربه خوردگی و شکستگی، قرارگرفتن زیر سپر خودرو یا پشت شیشه و مشکلاتی دیگر پلاک از حالت طبیعی و واضح خارج‌شده است. در چنین مواردی است که قدرت واقعی یک هسته ANPR محک خورده و مشخص می‌گردد.

نمونه‌هایی از عملکرد موفق دوربین کارابین در ادامه آورده شده است:

قابلیت قرائت پلاک تحت پرسپکتیو و زاویه شدید

بسیاری از الگوریتم‌ها و نرم‌افزارهای پلاک خوان فقط در شرایطی که تصویر پلاک مستقیم و بدون اثر پرسپکتیو دیده شوند عملکرد مناسبی دارند اما مرحله‌ای در هسته پردازشی دوربین کارابین پیش‌بینی‌شده است که اثر پرسپکتیو و کج و کولگی‌های پلاک را از بین برده و بدین ترتیب با این پیش‌پردازش دوربین Embedded کارابین قادر خواهد شد که پلاک خودروهایی که در حال گردش به راست و چپ هستند و یا نامناسب نصب‌شده‌اند را قرائت نماید. همچنین این توانمندی در شرایط ثبت تخلف پارک حاشیه‌ای که پلاک‌ها به‌صورت کج و با اثر پرسپکتیو زیاد دیده می‌شوند کاربرد خواهد داشت.

افزودن پلاک با ساختار جدید به هسته پردازشی

هسته پردازش تصویر ANPR دوربین کارابین به‌صورت عمومی و با آینده‌نگری طراحی‌شده است به‌گونه‌ای که در کوتاه‌ترین زمان می‌توان هر نوع استراکچر و کاراکترهای جدید را به آن افزود و بدین ترتیب دوربین کارابین برای کاربرد در کشورهای مختلف کاربردی خواهد بود. در کشور ایران نیز انواع پلاک‌های زیر مجاز می‌باشد که هم‌اکنون دوربین کارابین قابلیت قرائت هم‌زمان تمامی آن‌ها را دارد.

انواع پلاک‌های مجاز در کشور ایران (که هسته پردازش تصویر کارابین قادر به خوانش همه آن‌هاست)
پلاک خودروهای شخصی
پلاک خودروهای عمومی
پلاک خودروهای دولتی
پلاک خودروهای انتظامی
پلاک خودروهای دیپلماتیک
پلاک خودروها در مناطق آزاد

همان‌طور که می‌بینیم تنها در کشور ایران انواع مختلف پلاک با استراکچرها، کاراکترها و حتی رنگ‌ها و بازتابش های مختلف وجود دارد و قرائت هم‌زمان همین مجموعه پلاک (در عمل انواع پلاک دیگری نیز در ایران تردد می‌کنند که اینجا آورده نشده است) نشان از قدرت و عمومیت هسته پردازش تصویر پلاک خوانی دوربین Embedded کارابین است.

شایان ذکر است که افزودن کاراکترهای جدید و یا حتی استراکچر جدید (پلاک کشور جدید) برای تشخیص و خواندن در مدت زمان کمتر از دو هفته امکان‌پذیر می‌باشد.

تصویربرداری خاص پلاک خوانی

موفقیت نتیجه نهایی پلاک خوانی تنها به قدرت هسته پلاک خوانی ANPR آن وابسته نبوده و تهیه تصویر مناسب از پلاک نیز پیش‌نیاز این موضوع است. برای این مهم بهترین المان‌های تصویربرداری و قطعات اپتیکی مربوطه با مهندسی خاص تصویربرداری از پلاک در دوربین کارابین جمع‌آوری‌شده و با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند بازخور پذیر، بهترین تنظیمات جهت تصویربرداری از پلاک اعمال می‌شود.

پروژکتور مادون‌قرمز

به‌منظور نورپردازی در شب برای قرائت پلاک و همچنین غلبه بر شرایط نامناسب نوری (ازجمله سایه) همواره دوربین‌های پلاک خوان مجهز به پروژکتورهای مادون‌قرمز می‌باشند. اما هر چه قدر قدرت این پروژکتور قوی‌تر باشد در عمل نسبت سیگنال به نویز در ورودی پردازش تصویر بهتر شده و طبیعتاً نتیجه عملکرد نهایی بهتر خواهد بود. به عبارت دیگر صرف‌نظر از تفاوت قدرت هسته‌های پردازش تصویر پلاک خوانی، اگر تصویر مناسب‌تری برای هر الگوریتم تأمین نماییم طبیعی است که انتظار عملکرد بهتری از خروجی آن خواهیم داشت. در دوربین Embedded کارابین پروژکتور مادون‌قرمز توان بالا تعبیه‌شده است (با شار نوری Luminous Flux برابر با 20000 mW ) که به‌طور چشمگیری بالا می‌باشد.

بدین ترتیب دوربین Embedded کارابین یکسر و گردن از سایر محصولات مشابه فقط در باب تصویربرداری از پلاک که پیش‌نیاز پردازش‌های بعدی است بالاتر می‌باشد. برخی از محصولات مشابه پروژکتور مادون‌قرمز داخلی ضعیفی داشته و یا به‌طور کل فاقد این تجهیز می‌باشند لذا اجباراً پروژکتور مادون‌قرمز آن خارج از بدنه دوربین نصب‌شده است.

تنظیمات نوری:

برای تصویر ایده آل علاوه بر به‌کارگیری سخت‌افزار قوی و مناسب به تنظیم دقیق سامانه نورپردازی و تصویربرداری نیاز داریم. الگوریتم داخلی دوربین Embedded کارابین از سازوکار بازخور از تصاویر تهیه‌شده از پلاک خودروها برای تنظیم دقیق‌تر بخش‌های نورپردازی و تصویربرداری استفاده نموده و بدین ترتیب با ترکیب شرایط محیطی و بازخور از پلاک خودروهای درون صحنه بهترین تنظیمات برای تصویربرداری توسط سیستم به‌طور هوشمند اعمال می‌گردد. گفتنی است که بسیاری از سیستم‌های مشابه برای تنظیم نوری دوربین و پروژکتور خود سناریوی مشخصی ندارند و درنتیجه یا از حالت اتوماتیک بر اساس شرایط محیطی کل صحنه استفاده می‌کنند که بازتابش های شدید و حالات سایه برای سیستم نقطه ضعف خواهد بود و یا تعداد زیادی تصویر با نورگیری‌های متفاوت تهیه می‌کنند به‌گونه‌ای که امید داشته باشند که تصویر مناسب در بین این فریم‌ها باشد لکن این روش نیز هزینه پردازشی قابل‌توجهی به سیستم اعمال می‌کند که در عمل عرصه برای به‌کارگیری الگوریتم‌های قوی‌تر پردازش تصویر تنگ خواهد شد.