• 4

學術性探討:行車錄影測試

因為想給自己的車子裝可錄影的行車紀錄器,接觸了Mobile01與CarPC論壇。
受CarPC論壇站長Andy鼓勵,寫下自己第一篇原創文章,希望有人能因此受惠。(接觸緣起)
同文發表於ecartv論壇



車用錄影紀錄是為了找出肇事車輛,因此車牌能否被記錄是重點:
學術性探討:行車錄影測試

如圖所示,至少要4 pixel來分辨車牌。遇到比較複雜的W、M、K、X還要更多pixel才夠。
學術性探討:行車錄影測試

要鑑別車牌文字可以先了解光學鑑別率的定義:
學術性探討:行車錄影測試

上述還用不到的光學鑑別極限用到高中物理學過的繞射公式:
學術性探討:行車錄影測試

我的工具1
學術性探討:行車錄影測試

我的工具2
學術性探討:行車錄影測試

我的工具3
學術性探討:行車錄影測試

上網找到Spec,跟前述的鑑別率原理比較:
學術性探討:行車錄影測試

更精確的原理比較。其中假設在動態下需要16 pixel才能鑑別車牌文字:
學術性探討:行車錄影測試

我的VAIO,看日後有沒有機會整合成Car NB:
學術性探討:行車錄影測試

第一次先用webcam來試:
學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

這是傳到Yahoo! Video的影片,畫質被強迫壓縮:V-Gear TalkCam夜拍

隔天早上再拍一次:
學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

這是影片:V-Gear TalkCam日拍

從影片擷取畫面:
學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

再用FinePix M603 640x480畫質拍拍看
學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

這是影片,有黃昏拍和早上拍兩段:
FinePix M603黃昏拍FinePix M603上午拍

後面這些是影片擷取下來的畫面:
學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

以下是用照相功能靜態拍攝的,目的是驗證單一數字pixel數目和距離的關係:
學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

最後用我的Sony DCR-IP220 Micro-MV來拍,這是我的終極武器了。
學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

影片在此:IP220日拍(Yahoo! Video)
這段被壓縮過的影片畫質差沒辦法表現我拍到的效果。
因此我花了點時間找到Stage6-Divx這個網站,
可以存放高品質的影片。
不過這個網站比較囉唆的地方是:就算要看影片都要下載軟體安裝才行。
而且高畫質影片本來就比較大,下載比較久,足夠你去吃個飯再回來,
如果你不介意以上兩點,請大膽嘗試這段:IP220日拍(Stage6-Divx)
非常擬真的另一段V-Gear TalkCam日拍(Stage6-Divx)提供您作比較。

從影片中隨意擷取的兩張相片:
學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

來討論實際的例子吧:
兩車交會的時候我一直無法拍攝到清晰的車牌,
因此我做了以下的模擬分析,模擬兩車會車時的狀態。
結論是當兩車「相對速度太快」或「橫向距離太遠」,
就別想抓到對方的車牌......
學術性探討:行車錄影測試

以下四張模擬兩車在不同的橫向距離B的條件下,
搭配不同的鏡頭(有不同的光圈或可視張角),
看到車牌上文字寬度隨時間的變化,
以及車牌中心點在CCD畫面上橫向位移速度隨時間的變化。
當車牌離的比較近時,其實動得很快,畫面反而很模糊。
只有在B=0(正前/正後方)才能好好觀察車牌文字。
學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

學術性探討:行車錄影測試

來談談什麼是可視張角與光圈:
學術性探討:行車錄影測試

這是結論與日後可應用的公式:
學術性探討:行車錄影測試

市售紅外線監視器拍起來的效果應該會像這樣:
學術性探討:行車錄影測試

這種監視用的紅外線攝影機通常是定焦距但可自動偵測光圈,
遇到對向有開車燈的時候可以適當調配抓到車牌。
如果價錢偏貴......應該就是貴在這裡吧!

如果有人看了覺得頭痛的......跟您抱歉!
請直接看總結那張拿來應用在各種鏡頭的計算即可。

最後補提兩個重點:

1.對向來車的頭燈如果太亮以致看不清楚車牌,
可以嘗試加裝只能通過近紅外光並隔絕可見光的濾鏡來解決。
有些網站打噱頭說可以拍透視照是比較誇張一點,
不過提到原理大致沒錯。→隨便找的範例

2.靜止拍攝時畫面較清晰是必然的,因為拍照的快門時間很短,
就算拍攝動態的畫面,也會比錄影清楚,或是更能防手震。
(你應該很少聽過哪一款「錄影機」可以防手震的)
就算是一些有連拍功能的相機或照相手機,
快門時間也是比錄影模式短很多很多,
因此除非你預知將有事故發生把錄影模式切換到連拍模式,
不然錄影的動態畫質無法更清晰這個問題還是無解吧!

最後提一點建議:如果真的有心裝車用攝影機,可以裝4支,
裝在前保桿左右兩側,每側各兩支,往每一側斜前45度與斜後45度照,
應該可以拍到大部分的道路狀況。不放心的話可以在車內再加裝另外4支
照前、後、左、右。不過這樣一來可能CPU跑錄影會佔很多資源,
不適合同時作其他多功應用,因此純粹作車況攝影也許就要自己獨立佔一台CarPC吧!

(2007/12/5補充:本篇的後續實作請按此處)


我目前的玩具:

2007-04-16 12:45 發佈
厲害
這儼然已經可當一篇論文
小弟最近在研究動態辨識的東西, 剛好看到此篇文章
受益良多
太專業了
期待您下篇大作。
感覺在看一篇論文
您真厲害!

Oops~~ 這是討論區嗎? 好像誤闖論文區了~

100% 動態攝影 要能清楚辨識 目前來講太難了,

對焦點只有一個, 要全畫面都清楚, 很難~

若你正在做某種可能會商品化的東西, 看看可不可以加入 靜態攝影+動態攝影

"靜"態攝影取其高解析辨識用~

"動"態攝影為還原記現場用~ 相機有臉部對焦, 難道要車牌對焦, 誰才是要對焦的車牌? 太難了!!

對焦點問題, 就用靜態攝影, 前中後取三段連拍,


會部會太專業了點阿 ~

真是太酷了
回覆ryanx指教:若你正在做某種可能會商品化的東西, 看看可不可以加入 靜態攝影+動態攝影

我並沒有在作什麼商品化的物品,不過個人淺見是:
靜態攝影/動態攝影使用的都是同一組鏡頭+CCD,應該很難同步多工。
目前有聽過N連拍的方式(也沒有搭配同時錄影功能),照起來會比錄影清晰,
我想那是必然的因為照片pixel數一定比錄影時增加,
但通常這種模式拍完後相機都還要等一段時間把RAM裡的資料寫進SD卡,
而一般資料掃進SD卡的時候跟掃進DV帶通常要切換模式才辦得到,
因此您說的靜態攝影+動態攝影應該很難辦到。

就算願意犧牲影片的連續性(~30 FPS)改用連拍(假設8 FPS)代替,
通常資料量也都蠻大的,因此拍一秒(8 FPS)之後要等個幾秒(等待掃入SD),
才能再執行下一次的連拍(8 FPS),無法預測肇事者是否剛好被拍到。

因此動態攝影雖然無法準確對焦(就算有快速對焦功能),
但是當距離夠近時能抓到兇手也足夠了。
坊間賣的監視器有許多是「定焦」但自動偵測光圈的,
(可能改變光圈的時候有改變到焦距吧!我不是那麼清楚)
拿來抓賊時也只需要一張「大致清晰」的錄畫中的一張圖。
在這種監視器的討論中,目前大概還無法討論到DSLR那種畫質細膩度吧!

講到這裡吐槽一下前一陣子看的港劇「法證先鋒」(有人說是港版CSI),
倒數第三集當女主角Madam調閲監視器畫面時,
可以神奇地把5公尺外的相片放大到DSLR的極限,
真是無限佩服香港警方的專業能力啊......
Meitzu,立志當個旅者與演奏家。 當手邊的玩具愈來愈多的時候,這個目標就離我愈遠.....因為愈來愈宅.....
專業到不行的文章
雖然很多數據小弟看不懂,但是大大已經PO出很多圖片
讓外人人也可以很輕易的瞭解您想要表達的是什麼!
加分加分加分~
DENNIS & PASM http://dennisandpasm.pixieset.com/
兩年前發生車禍後也有想要在車內裝 行車錄影系統 的想法,但是最後還是沒有做。
首先是目前的攝影機品質還不夠好,只有達到240 line的解析度,跟樓主所提到的沒有足夠的解析度判讀車牌

在來是目前價格還算是非常貴,裝一套大概要五六萬。
不過重點是可以紀錄事故發生經過,減少很多 兩方各執一辭的情況

目前好像台北公車上有裝行車錄影系統,你可以去問一下哪一家監視器供應商包的工程。

我的想法是 目前可負擔的系統 應該是用HDD的HDV 來紀錄 每10分鐘洗掉重新錄。
另外就是在駕駛座上方有一台較高畫質可以在車內控制拍照角度 的數位相機 (畫面透過USB傳到車內的LCD上監控) 需要照相的時候就按一下快門。

Meitzu2001 wrote:
我並沒有在作什麼商品化的物品:...(恕刪)


真可惜~ 我正在等這類的商品問世~
我想法比較單純, 我是想一個高解析鏡頭, 另依個是一般錄影鏡頭~

國道紅斑馬, 是把類似社區監視器的電腦拿來錄製,
體積大, 常態性錄影, 儲存媒體是硬碟~

  • 4
內文搜尋
X
評分
評分
複製連結
Mobile01提醒您
您目前瀏覽的是行動版網頁
是否切換到電腦版網頁呢?