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從街道全景中辨識車牌,你需要多少畫素的攝影機?
2019/08/22 05:05:52瀏覽851|回應0|推薦12

大概從四五年前開業之初,就不斷有人拿這種照片問我能不能辨識其中的車牌?一開始是大約800X600(0.5M)畫素的影像,後來是1280X720(1M),再來是1920X1080(2M),接著是4000X3000(12M),最近的一位詢問者拿來的已經是7360X4912(36M)了!他還說未來可能會用到上億畫素?就是100M以上了!但是真的有必要用到這麼多畫素嗎?這件事我最清楚,現在就跟你講!

當然,從碰到第一位這種詢問者開始,我就知道一個新的車牌辨識時代要來了!以後馬路上的車牌辨識不會再像我2013年時做的車牌辨識系統那樣,(如下圖)320X240的小畫面捕捉一個車道上面的一個車頭或車尾了!大家要的一定是上面那種高畫素道路全景影像中的車牌辨識系統,這也是我一直努力的方向。

技術難度包括:背景變複雜更難鎖定車牌,演算法必須更聰明;畫面變大資料量變大,演算法必須更有效率;路上的車子是會動的,還會同時有好多車,每輛都要盡量辨識!必須作成連續動態的快速辨識軟體。簡單說,辨識軟體需要做的研發進化其實比攝影機硬體的變化還要更大!五年前誰都沒有這種軟體,我的車牌辨識研發並不是後起之秀急起直追,而是與全世界一起重新起跑的!

以前為什麼要做得這麼小?因為那時候的高畫素攝影機很貴很稀少,所以幾乎所有的車牌辨識研發廠商都與攝影機製造商緊密結合!有點像電腦在30年前的發展狀態,CPU每升一個檔次,電腦整體表現也跟著大升級,畫素每多個幾萬,車牌辨識系統效能也跟著大升級!站在外圍等著買新攝影機做車牌辨識研究的軟體廠商,就像台灣想做出先進戰鬥機一樣,關鍵技術被他人掌控,根本沒有機會跟上這種研發腳步。

台灣早期的車牌辨識大咖是工研院,還有一兩家與攝影機製造商相關的大廠商,各位以為是他們的「影像辨識」技術特別好嗎?其實不是的!是他們比較有資源貼近或掌控當時車牌辨識技術的瓶頸→就是非常好非常貴的最新型攝影機!買不起高價攝影機的窮人,或被限制購買最新機種的非結盟廠商,就註定無法加入車牌辨識市場的競爭了!那時期車牌辨識系統的關鍵技術是攝影機的品質,而非影像辨識技術

但是五六年前開始,智慧型手機的市場帶動了一次影像設備的大躍進,攝影機的品質飛快提升,價格逆勢下滑,連千萬畫素的攝影機都變成一般消費型產品,直接裝在你買的手機裡了!所以那些早期的車牌辨識巨擘開始感覺焦慮失落了,攝影機不再是車牌辨識市場的攔路惡霸,就像以前小農賣菜一定要經過大中小盤商的層層剝削,現在他們只要花點時間經營網拍,誰都可以自己賣東西了!

這種影像設備的暴衝發展其實就是我創業的契機,技術上我會作影像辨識,但是我沒有錢,也不想集資(吸金?)來創業,回到十年前,我一點進入車牌辨識市場的機會都沒有的!最多是去大公司或工研院找工作吧?創業作車牌辨識或其他影像辨識的工作都是不可能的!所以不是有熱情有能力就可以創業成功的,你用熱情與毅力去撞牆壁,只會傷得更重。看準時機,了解自己,掌握自己的優勢,善用資源,順著大環境努力,更加重要!

回到今天的主題:一個街景中的車牌要多少畫素才能辨識呢?我的答案最理想的尺度應該是2M,就是目前大多數人電腦畫面的解析度,這樣講大家應該沒有具體的感覺吧?我做了一些功課,將我歷年取得的,不同解析度的街景照片中的車牌截下來給大家看看就很好懂了!

來自1280X720街景影像↑

來自1920X1080街景影像↑

來自4000X3000街景影像↑

來自7360X4912街景影像↑

上面的影像都有經過放大,須知軟體辨識影像的基礎還是畫素結構的數位影像,「看起來」多大不重要,車牌字元在數位影像中的實際畫素高度才是關鍵,以上四者分別是:十幾畫素、三十幾畫素、五十幾畫素與一百多畫素。大家看看感受一下,是不是第一張車牌的馬賽克狀況很明顯?我們要知道車牌上的字,一定是要比對字模符合度的,解析度低的車牌硬是放大後去比對標準字模,當然比較容易出錯,不夠清楚嘛!

但是到了1920X1080的大小,其實已經夠清楚了,字體形狀方面已經不會有辨識錯的疑慮,辨識的難度剛好這個例子也有暗示到,就是亮度、對比是否夠高夠強?以及焦距是否準確銳利?換言之,以我的演算法來說,車牌字元高度超過20畫素就是小康之家,餓不死了!小於20畫素則要看其他條件配合與否?焦距準時15畫素都能辨識的!

那麼給我一個字高有50甚至100多畫素的高解析度影像,對我辨識道路上的車牌會有更大的幫助嗎?就跟我的財產是一億與百億的差距一樣大!其實有個千萬家產就可以安享晚年了,有一億我就可以活得很任性了,一百億則只會增加我的麻煩!想想要費多少心思管理資產?還要多操心自己與家人的財產與人身安全?超過三十畫素以上的目標不會提高我的辨識正確率,但是一定會消耗更多的計算、儲存與網路傳送的資源!

所以我的道路車牌辨識研發目標一開始就是200萬畫素的影像,在多數電腦環境還是1280X720影像的時候,我已經將我的全景辨識核心鎖定這個尺度,現在賣的車載車牌辨識系統運作的環境也是100200萬畫素,如果是在較近距離看路邊停車時會用100萬畫素,看多車道全景時則用200到最多500萬的影像,真的完全不必考慮千萬畫素。

所以不是有錢就應該任性,家境再好,公子小姐們能吃與該吃的東西與窮人家小孩還是一樣的!高科技的精神與意義應該是精準的運用資源,最有效率的達到最高效能!不是甚麼都認為只要是高級的、昂貴的、我不太懂的東西就一定比較好!我目前的產品不用千萬畫素影像作車牌辨識,不是因為我想省錢,而是我用它們並不會增加我的軟體辨識率,卻一定會拖慢速度還浪費資源。

簡單說,目前的攝影機畫素品質提升已經超過了多數影像辨識需求的門檻,也超過了人類視覺可以分辨的差異,更高畫素的攝影機只是廠商做得到,就忍不住要做出來!還要想個理由賣出去,甚至希望價格比之前較低畫素的產品更高!不然那些廠商不就要面臨公司獲利下滑、股票下跌,準備關門倒店了嗎?

賣東西的廠商會著急是當然的,但我們並沒義務花冤枉錢去幫他們解套,我們必須冷靜思考,如果其實沒有增加我們的工作效率或享受程度,買到貴而無當的東西並不是「有錢沒差」哦!你的千萬畫素攝影機拍起來一定更耗電更慢,也很快就會讓你必須擴充記憶卡,會多出好多事情要做、不愛地球浪費能源還根本沒增加工作效率與樂趣,這叫做花錢找罪受,不可不慎哦!

( 心情隨筆工作職場 )
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