LPR, ANPR và công nghệ nhận dạng biển số xe tự động

ANPR/LPR được sử dụng bởi lực lượng cảnh sát trong việc truy vết và phát hiện tội phạm lưu động ở cấp địa phương, khu vực và quốc gia. Nó cũng được sử dụng bởi các cơ quan chính phủ và các doanh nghiệp thương mại như siêu thị và trung tâm mua sắm với khu vực đậu xe lớn. Ngoài ra, hệ thống cũng được sử dụng trong các hệ thống giữ xe thông minh, thu phí tự động và giám sát giao thông.

Hiểu về bản chất

Một hệ thống nhận diện biển số xe điển hình sẽ bao gồm LPR và ANPR. Thực chất, LPR và ANPR là hai thuật ngữ khác nhau được sử dụng để mô tả phần cứng và phần mềm được sử dụng để nhận dạng biển số xe và chụp các biển số đó bằng hệ thống camera giám sát. Ngoài ra một công nghệ quan trọng được sử dụng trong hệ thống là ORC - Nhận dạng ký tự quang học.

LPR-Nhận dạng biển số: LPR được sử dụng để mô tả các camera được chế tạo đặc biệt có khả năng đối phó với các thách thức liên quan đến việc chụp biển số xe như tốc độ, sương mù, tầm nhìn ban đêm và phản chiếu của vật liệu.

ANPR-Nhận dạng biển số tự động: Là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả phần mềm lấy dữ liệu đầu vào từ camera LPR và nhận dạng các ký tự chữ số trên biển bằng phần mềm. Dữ liệu được phân tích này thu được thông qua phần mềm có thể được lưu trữ hoặc sử dụng để so sánh với các bản ghi cơ sở dữ liệu.

ORC-Nhận dạng ký tự quang học: Đây là một công nghệ phổ biến để nhận dạng văn bản bên trong hình ảnh, cụ thể ở đây là ảnh chụp biển số xe. ORC được sử dụng trong ANPR để chuyển dữ liệu hình ảnh thành dữ liệu văn bản có thể đọc được bằng máy.

Về mặt công nghệ

Công nghệ và thuật toán nhận dạng biển số xe có hai vấn đề thiết yếu: 

• Chất lượng của phần mềm nhận dạng biển số xe với các thuật toán nhận dạng áp dụng của nó
• Chất lượng của công nghệ thu nhận hình ảnh, camera và xử lý ánh sáng

Sự tinh vi, thông minh của phần mềm nhận dạng và chất lượng của các thuật toán được áp dụng, kiến ​​thức toán học quyết định khả năng của phần mềm nhận dạng. Các thuật toán càng tốt thì chất lượng của phần mềm nhận dạng càng cao:

• Độ chính xác nhận dạng cao nhất có thể
• Tốc độ xử lý nhanh nhất có thể
• Khả năng xử lý trên nhiều loại biển nhất có thể
• Phạm vi chất lượng hình ảnh rộng nhất có thể xử lý
• Khả năng chống lại sự bóp méo dữ liệu đầu vào tốt nhất.

Có hai phần công nghệ then chốt của một thuật toán nhận dạng biển số xe về cơ bản xác định mức độ chất lượng của nó: Một công nhận dạng ký tự quang học thông minh mạnh mẽ và độ chính xác cao. Một công nghệ cho phép phân tích cấu trúc phức tạp

Nguyên lý hoạt động

Sau đây chúng ta cùng xem các bước chính của nhận dạng biển số xe là gì, phần mềm nhận dạng biển số xe thường phải trải qua những bước nào.

Bước 1: Thuật toán sẽ xác định vị trí của các biển số xe nếu có. Nếu có một biển số, nó phải được định vị chính xác nhất có thể và sau đó trích xuất từ hình ảnh để xử lý thêm. Sau khi biển số xe được định vị và trích xuất từ ​​ảnh chụp, nó phải được chuyển đổi thành một dạng tiêu chuẩn hóa:

• Chuẩn hóa màu nền (độ tương phản và độ sáng được chuẩn hóa)
• Chuẩn hóa kích thước
• Hướng biển số đồng nhất

Bước 2: Phân đoạn ký tự : sau khi hình ảnh biển số xe trích xuất được chuẩn hóa, các ký tự riêng lẻ phải được phân biệt (phân đoạn) với nhau. Việc phân đoạn trở nên khó khăn khi biển không rõ ràng, các ký tự chạm vào nhau, có đinh vít hoặc hiệu ứng ánh sáng mạnh v.v.

Bước 3: Khi các ký tự được phân đoạn đúng cách (tách biệt với nhau và được định vị chính xác) thì sẽ có thời gian để gọi thuật toán nhận dạng ký tự cho từng hình ảnh được phân đoạn riêng lẻ. Đầu ra của mỗi quá trình nhận dạng ký tự là mã ASCII của hình ảnh ký tự đã cho. Bằng cách nhận dạng tất cả các ký tự, toàn bộ văn bản trên biển số sẽ được đọc.

Xin nhắc lại, phần mềm hhận dạng biển số Không phải là một phần mềm độc lập, thay vào đó là một "công cụ nhận dạng", một thư viện các chức năng có thể được tích hợp vào hệ thống hoàn chỉnh.

Đặc điểm của ANPR/LPR

ANPR/LPR có thể hoạt động cả ngày và đêm, thời tiết xấu, trong mưa, sương mù. Vì lý do này, chúng không chỉ sử dụng cùng một quang phổ mà mắt chúng ta thấy. Thay vào đó, nó có thể sử dụng băng tần hồng ngoại hoặc gần hồng ngoại.

Hệ thống nhận diện biển số tự động phải giải quyết hai vấn đề cơ bản. Đầu tiên, hệ thống phải nhận ra rằng có một biển số trong góc nhìn của nó. Sau đó, nó phải giải mã biển số đó. Cả hai điều này đều có thể bị lỗi. Một số nghiên cứu đã được công bố trích dẫn tỷ lệ thành công có thể đạt từ 93% đến 98%. 

Một vấn đề khác là nhận dạng ký tự. Một số ký tự nhất định, chẳng hạn như chữ cái 'O' và số '0' có thể dễ bị nhầm lẫn. Biển số lệch với góc camera LPR hoặc vật cản đi qua đúng thời điểm chụp ảnh cũng là các vấn đề có thể gây ra lỗi cho hệ thống. Để khắc phục việc chọn mặt bằng và chiều cao lắp đặt thiết bị đặc biệt quan trọng.

Ưu điểm của ANPR/LPR

• Với sự trợ giúp của công nghệ này, dẽ dàng phân biệt phương tiện đăng ký trả trước với những phương tiện vãng lai.
• Với khả năng ghi lại hình ảnh của tài xế, nạn trộm cắp xe có thể được ngăn chặn trên diện rộng.
• Phát hiện xe bị đánh cắp hoặc chưa đóng tiền phạt qua lịch sử dữ liệu giúp ích cho các lực lượng chức năng.
• Giảm tắc nghẽn giao thông bằng cách chuyển hướng các phương tiện khác nhau sang các làn đường khác nhau
• Dễ dàng xác định được phương tiện bị cấm ra vào.

Ứng dụng trong quản lý bãi xe

Các "hệ thống giữ xe thông minh" với công nghệ nhận dạng biển số tự động là một lựa chọn phổ biến cho nhiều bãi giữ xe. Camera thường được đặt ở lối vào / ra của bãi xe. Nó ghi lại biển số và lưu dữ liệu với các thông tin liên quan khác. Dữ liệu này có thể được sử dụng theo nhiều cách để cung cấp giải pháp tốt nhất cho bãi xe.

• Tự động hóa bãi giữ xe
• Quản lý thu phí không cần vé
• Kiểm soát ra vào tự động
• Chống trộm cắp, gian lận “mất vé”
• Đơn giản hóa quy trình thanh toán một phần hoặc hoàn toàn tự động
• Cảnh báo tự động về các phương tiện không mong muốn hoặc trái phép
• Giảm chi phí nhân sự

Một bãi gửi xe được trang bị ANPR có thể cung cấp sự linh hoạt trong kiểm soát xe tự động, giúp người quản lý nắm bắt thông tin về việc sử dụng, cải thiện an ninh và lưu lượng giao thông trong thời gian cao điểm.

Tóm lại  việc tích hợp công nghệ nhận dạng biển số xe vào hệ thống quản lý bãi giữ xe cung cấp cho khách truy cập một dịch vụ an toàn và hiệu quả đồng thời cung cấp cho các nhà khai thác lợi tức đầu tư tốt nhất.

Một số ứng dụng khả thi khác

Sau khi tích hợp vào các hệ thống giao thông thông minh, có thể tự động hóa việc thu phí đường cao tốc, phân tích giao thông, cải thiện việc thực thi pháp luật, v.v.  Hệ thống giao thông được trang bị LPR có thể cung cấp:

• Sự linh hoạt và tự động trong hệ thống thu phí đường cao tốc
• Phân tích giao thông thành phố trong thời gian cao điểm
• Tự động hóa hệ thống cân tải trọng
• Tăng cường chống trộm xe
• Thực thi pháp luật hiệu quả
• Thực thi hiệu quả các quy tắc giao thông
• Hiệu quả cao nhất cho hệ thống kiểm soát biên giới , v.v.

Ngoài ra có thể xem xét và áp dụng công nghệ nhận diện biển số trong sác ứng dụng bao gồm:

• Xây dựng cơ sở dữ liệu toàn diện về sự di chuyển của giao thông
• Tự động hóa và đơn giản hóa dịch vụ hậu cần sân bay và bến cảng
• Giám sát an ninh đường xá, trạm kiểm soát, v.v.
• Giám sát phương tiện
• Ngăn chặn việc không thanh toán tại trạm xăng, nhà hàng lái xe, v.v.