Plaka Tanıma Sistemi
Bu doküman plaka tanıma ve okuma sisteminin ayrıntılarını ve teknik özelliklerini anlatmaktadır. İçeriğinde plaka tanıma sisteminin detaylı tanımı, getirdiği teknolojik açılımlar ve yenilikler, literatürde nasıl tanımlandığı, işlem yapılan düzlem yani plaka ve görüntüler hakkında teknik açıklamalar, işlem alanlarındaki başarı durumu, genel öğeleri ve kullanılan doneler, çalışma prensipleri ve genel uygulama alanlarından örnekler içeren bir bilgi kaynağıdır.
Plaka Tanıma Sistemi farklı şekillerde adlandırılabilmektedir: Araçlar İçin Optik Karakter Tanıma, Otomatik Araç Tanıma, Araç Plaka Tanıma, Araç Plaka Okuma, Otomatik Plaka Numarası Okuma. Biz Plaka Tanıma Sistemi olarak kullanacağız. (Kısaca PTS)

1. Plaka Tanıma Sistemi nedir?

PTS (Plaka Tanıma Sistemi) Araçları, plakaları vasıtasıyla tanımaya yarayan bir görüntü işleme teknolojisidir. Bu teknoloji yetkili giriş-çıkış sistemleri, güvenlik uygulamaları, trafik projeleri ve örneklerde anlatılacağı şekilde birçok değişik amaçla kullanılabilmektedir. Benzer bir sistemi aşağıdaki animasyonda görebilirsiniz.

Örnek olarak: Araç güvenli kapıya yaklaşır, plaka tanıma sistemi plakayı otomatik olarak algılar ve plaka numarasını tanımlar, algılanan plaka izinli olarak belirlenmiş plaka numaraları arasındaysa kapıyı açar ve aracı içeri alır, değilse araç girişine izin verilmez.

2. Teknolojik İçerik:

Bu teknoloji park, trafik ve ilgili güvenlik oluşumlarında işlerlik kazanmıştır. Bu teknoloji bütün araçların bir tanımlama bilgisine yani plakalara sahip olması üzerine kurulmuştur. Dolayısıyla hiçbir yeni eklenti(verici) ya da çağrı cihazı montajına ihtiyaç duymamaktadır.
Plaka tanıma sistemi kendi aydınlatma sistemini kullanarak (kızılötesi gibi) aracın önünden veya arkasından görüntü alıp, daha sonra görüntü işleme yazılımında görüntüleri analiz ederek plaka bilgisi alınır. Bu bilgi uygulamada ,bilgi toplamak (yukarıda yetkili giriş-çıkış sisteminde belirtildiği gibi) ya da otomatik para ödeme hesaplaması, giriş veya çıkışta zaman kaydı tutulması amaçları için kullanılır.
Plaka tanıma sisteminin kayda değer bir diğer yeniliği de sistemin çekilen fotoğrafları kaydedip bunu daha sonra suçla, hırsızlıkla ve dolandırıcılıkla mücadelede maksadıyla kullanılabilecek bir veri haline getirmesidir. Bazı sistemlerde sistem çeşitli eklemelerle sürücünün yüzünü dahi tanıyabilen bir hal alabilmektedir. Bu sistemin diğer bir önemli avantajı da araçlara hiçbir eklenti gerektirmemesi, sürücülere herhangi bir yük oluşturmamasıdır.

3. Plakalar Ve Görüntüler

Plaka tanıma sistemi üniteleri alınan görüntülerdeki araç ön ve/veya arka plakalarını tanımlamak üzerine kurulu bir sistemdir.
 
Örnek olarak çıkmaya teşebbüs eden 34EE3815 Plakalı araç sistem tarafından algılanıyor. Plaka numarası okunarak sürücünün kim olduğu, aracın çıkış izni olup olmadığı belirleniyor. Aracın geçiş izni varsa bariyer açılıyor.Aşağıda kızıl ötesi bir kamerayla alınabilecek tipik bir plaka fotoğrafı görüyorsunuz görüntü plaka tanıma sistemi tarafından alınır, plaka yazılım tarafından analiz edilip otomatik olarak tanımlanır.Yazılım kullandığı filtreler sayesinde gece-gündüz, yaz-kış ışık farklarından etkilenmediği gibi kızılötesi kullanılması sebebiyle insan gözünden bile yüksek bir tanımlama yetisine sahiptir.
 
Araç plakaları standart olmadığı için plaka tanıma sistemi her ebat ve malzemeden plakayı okuyabilecek şekilde düzenlenmiştir
Bazı plakaların içerdiği ekstra bilgiler genelde uygulamada gerek görülmediği için göz ardı edilir. Sistem bu gereksiz kısımları da resimden ayıklayabilmektedir. (Ülke bayrağı, eyalet ismi, plaka tarihi, mühür v.b.) .

4. Görüntü Nedir?

Aşağıdaki aracın görüntüsü 256 renk gri-seviye görüntü türünün tipik bir örneğidir. 256 katman siyahtan (Gri seviye 0) beyaza (Gri seviye 255) kadar uzanır. Bu aynı zamanda tanımlayıcı yazılımın plakayı belirleyip üzerinde yazanları okuduğu, yani işlem yaptığı platformdur.
Aşağıdaki örnekte görüldüğü üzere öncelikle görüntüyü iki kat büyüterek detayların belirginleşmesi sağlanmaktadır.
 
Bilgisayarın yorum yapabilmesi için değerlendirebileceği bir bilgiye ihtiyacı vardır. Bu sebeple önce plakanın yeri belirlenir. Daha sonra plakanın üzerindeki veri okunabilecek şekilde belirginleştirilir. Ve sonuç olarak okunabilen bir veri haline getirilen görüntüden bir plaka serisi (34EE3815) elde edilir. Daha da önemlisi plakanın bir fotoğrafın içerisinden çıkarılmasından okunabilecek hale gelip değerlendirilmesi sürecinin bir saniyenin çok altında bir süre zarfında gerçekleşmesidir.

5. Plaka tanıma sistemi’nin Gelişimi?

İlk plaka okuma sistemleri çok küçük başarı yüzdeleriyle çalışmaktaydılar. Bu sebeple pratikte kendilerine bir kullanım alanı bulamamıştırlar. Bu sistemler dış etkenlerden (Güneş ışığı, trafik ışıkları, farlar, bozuk plakalar, plaka numaralarındaki hatalar v.b.) fazlaca etkilenmekteydiler bu donanımsal gelişmelerin yetersizliğinden kaynaklanmaktaydı ve plakadaki verilerin okunmasını çok kötü yönde etkilemekteydi.
Zaman içinde gelişen yazılım ve donanımlar plaka tanıma sistemlerinin daha tatminkar sonuçlar vermesine ve hayatın içine daha gerçekçi şekillerde girmesine yol açmıştır. Günümüzde sanayi ve endüstrinin birçok dalında benzer teknolojilerin kullanıldığı görülebilmektedir. Gittikçe güvenilir hale gelen bu sistemler artık günlük yaşantımıza kadar girmeyi başarmıştır. Hatta bir çok sorunun çözümünde manyetik kartlar ve okuyucularla beraber kullanılmaktadırlar. Fakat plaka tanıma sistemleri, ilgili tüm gereksinmeleri diğer ürünlere ihtiyaç duymadan karşılayabilecek seviyeye ulaşmıştır.
Eğer değerlendirme evresi herhangi bir nedenden ötürü kusursuz olarak gerçekleşmezse yazılım belirli kıstaslar içeriside akışı engellememek adına bazı hataları tolare edebilmektedir. Örnek olarak giriş kaydı olan bir aracın çıkış zamanında olması gereken zamanlamaya göre çok küçük bir sapma meydana gelirse program bu sorundan dolayı hata vermeyip akışın devam etmesi için küçük toleransları gösterebilmektedir. Bu küçük zeki yaklaşımla sistem her küçük hatada tıkanmayıp devamlılığı sağlamayı amaçlamaktadır.

6. Plaka Tanıma Sistem Ünite Yapısı

Sistemin içeriğini aşağıdaki öğeler oluşturmaktadır:
• Kamera: Görüntü almak maksadıyla kullanılır.
• Aydınlatma: Her koşulda aynı kalitede görüntü alınmasını sağlamak için kullanılan ışık (Genellikle kızıl ötesi) kaynağı.
• Çerçeve Yakalayıcı: Bilgisayarın görüntüdeki bilgiyi okuyabilmesine yarayan ve kameralarla bilgisayar arasında işlem yapan bir ara yüzdür.
• Bilgisayar: Linux® veya Windows® işletim sistemi çalıştıran ve plaka tanıma sisteminin okuma yazma tanımlama ve benzeri tüm uygulamalarını çalıştırmaya yarayan bir bilgisayar.
• Yazılım: Okuma işlemi için gerekli olan program.
• Donanım: Yazılımlarla ve bilgisayarlarla kameralar arasında iletişimi kuran denetleyen ve organize eden parçalar ve kartlar.
• Veri Tabanı: Önceden kaydedilmiş bilgilerin kayıtlı olduğu bir yerel bilgi bankasıdır, burada okuma sonuçları, kayıtları ve isteğe göre başka kayıtlar tutulabilmektedir.

7. Nasıl Çalışıyor?

Araç güvenli alana yaklaşır ve manyetik detektöre yanaşarak deviri başlatır. Döngü dedektörü arabayı algılar ve arabanın varlığı plaka tanıma sisteminin ünitesine işaret edilir.
 
PTS ünitesi aydınlatmayı aktifleştirir (çoğu durumlarda görünmez kızıl ötesi) ve PTS kamerasından ön veya arka plakadan görüntüler alır.
 
PTS ünitesi görüntüyü farklı görüntü işleme algoritmalarıyla analiz eder, görüntüyü geliştirir, plaka pozisyonunu bulur, plaka dizgisini çıkarır ve özel bir yapay zeka (Neural network’ler gibi) metodu kullanarak karakterleri tespit eder.
 
Plaka tanıma ünitesi aracın izin verilen araçlar listesinde olup olmadığına bakar eğer bulduysa aracın geçişini aktife ederek kapının açılması için sinyal gönderir. Bu ünite aynı zamanda yeşil ”geç” ve kırmızı “dur” ışıklarını da yakabilir. Ünite aynı zamanda kişisel bilgi ile birlikte “hoş geldiniz” mesajı da görüntüleyebilir
 
İzin verilen araç güvenli alana girer. Kapıyı geçtikten sonra dedektör kapıyı kapatır. Şimdi sistem bir sonraki aracın güvenli alana yanaşmasını beklemektedir.
Görüntüden alınan bilgiler çeşitli amaçlar için kullanılabilir. Mesela hız tespiti veya kırmızı ışık ihlali gibi. Bu uygulamaların tümü insan beynini taklit eden plaka tanıma sistemi tarafından yapılan otomatik görüntü algılama yöntemini kullanırlar.

8. Genel Uygulamalar

Otopark: Plaka numarası otomatik olarak üyelerin giriş yapması ve üye olmayanların park ücretini hesaplamak (giriş ve çıkış zamanlarını karşılaştırarak) için kullanılır.

Giriş Kontrolü: Kapı, izni olan üyeler için otomatik olarak güvenli alana açılır. Olaylar bir veritabanında tutulur ve olayların tarihlerini araştırmak için kullanılabilirler.

Paralı Geçiş: Araç plakası paralı yoldaki geçiş ücretini hesaplamak için kullanılır.Bu kurulumda plaka numarası, araç paralı geçiş şeridine girip geçiş kartını tanıttığı zaman okunur. Aracın bilgileri veri tabanından alınır ve geçiş bilgileriyle karşılaştırılır. Sahtekarlık gibi bir durumun olması halinde operatör bilgilendirilir.
 
Sınır Kontrolü: Arabanın plakası ülkeye girişte veya çıkışta kaydedilir ve sınır geçişlerini izlemek için kullanılır.
Bu kurulum ülkenin tüm sınırlarını kapsar.Her araç merkezi bir veri tabanına kaydedilir ve pasaport bilgileri gibi ek bilgilere bağlanır. Bu sistem tüm sınır geçişlerini takip etmek için kullanılır.

Çalıntı Kontrolü: Çalıntı listesi veya ödenmemiş para cezaları hakkında uyarı vermek için kullanılır. Kara liste eş-zamanlı yenilenebilir ve polis teşkilatına çabuk haber verilmesi sağlanabilir. Plaka tanıma sistemi yol kenarlarına plana göre yerleştirilebilir ve geçen arabalarla liste arasında gerçek zamanlı bir eşleştirme yapılır. Bir eşleşme bulunduğunda siren veya görüntü aktifleştirilir ve polis görevlisi, bulunan araba ve arabanın durdurulma nedeni hakkında bilgilendirilir.

Ceza Uygulama: Plaka numarası, hız ihlali veya kırmızı ışık ihlali para cezalarını ortaya çıkarmak için kullanılır. Para cezalarını elle hazırlama yöntemi zaman kaybını azaltan otomatik bir süreçle yer değiştirmiştir. Para cezaları online olarak ödenebilir ve görülebilir.
 
Alışveriş: Alışveriş maksatlı sık sık gelen ziyaretçilerin bir listesini çıkarmak veya bir trafik profili yaratmak için kullanılır (saat başı veya gün içindeki giriş sıklıkları gibi).

Sürat ihlali: Plaka tanıma sistemi üniteleri şehir yollarında farklı farklı yerlere kurulmuşlardır ve geçen aracın plaka numarası belirli noktalarda karşılaştırılır. Bu noktalar arasındaki ortalama hız ve seyahat zamanı hesaplanabilir ve buradan belediye trafik yoğunluk bilgisi elde edilebilir. Ek olarak ortalama hız, istenirse hız aşımı cezalarına karar vermek için kullanılabilir.
 
Havaalanı Otoparkı: Para cezası bileti sahtekarlığını veya hatalarını azaltmak için plaka tanıma sistemi ünitesi plaka numarasını ve arabaların görüntüsünü alır. Bu bilgiler park etme süresini hesaplamak veya park biletinin kaybolması gibi durumlarda arabanın park yerinde olduğunu kanıtlamak için kullanılır.
Bu fotoğraf uzun süreli havaalanı park yeri kapısını gösterir. Araba girişte kaydedilir ve bilgi park yeri biletini kaybetme gibi durumlarda gerçek giriş zamanını öğrenmek için kullanılır.