Работая на испытательном полигоне дорожных систем, я регулярно сталкиваюсь с искусственно созданными помехами: каскад брызг, резкая контражурная вспышка, смятая кромка номера. Задача — получить валидный госномер при любом трюке водителя. Для читателя интересны именно методы, поэтому перейду к практике.
Путь пикселя
Сырой кадр проходит этап триада. Сначала FPGA-процессор сжимает поток до набора пятен яркости, оставляя уникальные фрагменты межсимвольного интервала. Такая компрессия снижает трафик без потерь для дальнейшей постановки задачи. Потом идёт «остенсивная сегментация» — редкий термин из компьютерной лингвистики, перенесённый в зрительную аналитику: сеть выделяет участки, несущие главный смысл, игнорируя фон.
На этом этапе вступает в игру спекл-корреляция — изначально лазерный метод, применённый к видеоданным. Распределение микрошумов от рельефа металла и краски фиксируется на нескольких кадрах, после чего вычисляется кросс-коррелограмма. Символы под грязью создают другую структуру спеклов, чем сама слой пыли. Контраст поднимается без агрессивного повышения резкости, края номера остаются корректными для распознавания.
Фильтры и нейроны
Далее идёт каскад из свёрток. Обучение происходило на синтетических наборах, где половину цифр прикрывали предметы: перчатка, пакет, ветка. Сеть привыкла к фрагментарному воду и держит устойчивость к отсутствию до 60 % площади знака. Архитектура напоминает U-Net, но с добавленным «карманом» памяти: блок ConvLSTM хранит контекст соседних кадров. Автомобиль мчится через кадр, символ переставляется в разные позиции, а память заполняет лакуны.
Замер устойчивости проводится через метрику “character hit rate”. При 40-процентном перекрытии удаётся вернуть 94 % символов. Детектор ошибается чаще на цифре «3», так как обе верхние дуги легко теряются под вертикальной полосой грязи. Поэтому в пайплайн встроена эвристика с контурным приращением: система ищет вторую дугу и повышает вес признака, если контур не закрыт полностью.
Устойчивость к обману
Популярный приём нарушителя — инфракрасная подсветка из рамки номера. Чтобы пресечь его, блок адаптивного затвора подстраивает экспозицию по спектральному графу. Если матрица видит всплеск в районе 850 нм, выдержка режется до 1/5000 с, а канал R приглушается программно. Световая завеса теряет силу, символ вновь контрастен.
Классические фальшивые плёнки с двоящимся рисунком режиму Mask R-N безразличны: маска отслаивается в поляризованном свете. На полигоне мы клеили двенадцать типов таких плёнок, результат — 92–97 % корректных номеров. Тонкий слой винила меняет спектр отражения, что фиксируется модулем фотометрического тура: светодиоды разных длин волн подсвечивают пластину, а камера анализирует разницу отклика. Там, где символ скрыт, отражение идёт иначе, ведь металл и плёнка имеют различный индекс преломления.
Системные тонкости
Для устойчивой работы требуются синхронные часы на уровне всей сети камер. В моём проекте точность достигалась GNSS-приёмником с поддержкой PS. Расхождение меньше микросекунды помогает сгружать кадры в хранилище Kafka без коллизий версии. При сотнях перекрывающихся зон это критично.
Вопрос правовой чистоты решён селективным задним шифрованием. Изначально хранится только хэш номера, а строка символов появляется после запроса инспектора по событию. Такой подход устраивает юристов, так как персональные данные не лежат «голым текстом».
Выходные данные
Сработавший канал выдаёт id камеры, кросскординаты TMC-сетей, корреляционное качество кадра, строку номера, оценку уверенности, бит-флаг «маскирование выявлено». Флаг используется для отдельной статистики: при росте доли обманных приёмов выше 3 % отдел трафика усиливает патруль.
Будущее сектора вижу в голографической маркировке номерных пластин. Дифракционная решётка с фазовым сдвигом не уступает традиционной фольге, а при наклоне создаёт уникальный спекл-паттерн, легко считываемый короткофокусной камерой. Трюк с грязной ладонью тут бессилен: ладонь не воспроизводит нужную фазовую картину.
Эффект для дорожной безопасности уже измерим. За шесть месяцев тестовой эксплуатации на федеральной трассе М-11 количество безбилетных проездов через пункт взимания платы снизилось на 27 %. Ни заплатки, ни наклейки, ни пучок инфракрасных диодов не спасли хитрецов. Искусственный интеллект, отточенный на миллионах вариантов, превратился в электронного инспектора с вниманием, которому не знакома усталость.
