Stabilizacja obrazu w nagraniu wideo to niełatwa sprawa. Specjaliści zajmujący się analizą video z CCTV mają bardzo często do czynienia z tanimi kamerami połączonymi z cyfrowymi rejestratorami wideo (DVR) dostarczającymi materiał bardzo niskiej jakości. Dzieje się tak, gdyż kamery te mają wysoką kompresję plików, co w rezultacie sprawia, iż nagranie jest pokryte pikselowym ziarnem, a poszukiwana informacja jest niewyraźna na każdym zdjęciu poklatkowym. Taką właśnie sytuację specjaliści Amped Software mieli kilka miesięcy temu, gdy otrzymali nagranie samochodu, który brał udział w napadzie. Ich zadaniem było odczytanie tablicy rejestracyjnej.
Stabilizacja obrazu w nagraniu wideo
Prześledźmy kroki postępowania specjalistów Amped Software
Otworzyliśmy wideo w Amped FIVE i zmierzyliśmy wysokość tablicy rejestracyjnej: 11 pikseli niewiele. Samochód jechał do przodu, więc próbowaliśmy zintegrować informacje z kilkunastu klatek. Niestety, prosta stabilizacja obrazu w nagraniu wideo nie pomogła, gdyż tor ruchu pojazdu nie był idealnie prosty, a perspektywa tablicy rejestracyjnej zmieniała się. To co widzicie (Rys. 1) uzyskaliśmy po użyciu filtra Local Stabilization w Amped FIVE, wyśrodkowaniu kadru i regulacji ekspozycji światła. Zauważcie, iż choćby po stabilizacji obrazu w nagraniu wideo, istnieje dość silne, nierównomierne rozmycie spowodowane zmianą pozycji tablicy rejestracyjnej. Sugerowało to konieczność wykonania korekty. Materiał wymagał ustabilizowania tablicy rejestracyjnej w każdej klatce trochę w inny sposób i wyrównania zmiany w perspektywie. W najnowszym wydaniu Amped FIVE istnieją dwa filtry, które współpracują ze sobą, aby ustabilizować i uwydatniać w materiale wideo obiekt, który zmienia perspektywę będąc w ruchu: Perspective Stabilization (Stabilizacja perspektywy) i Perspective Super Resolution (Super rozdzielczość perspektywy).
Perspective Stabilization (Stabilizacja perspektywy)
Zaznaczamy większy obszar, wokół tablicy, aby uzyskać lepsze efekty (Rys. 2). Po wybraniu obszaru punkty zostaną automatycznie dodane do parametrów filtra i możemy teraz wybrać Motion Type (typ ruchu), Tracking Method (metodę śledzenia) i Interpolation (interpolację). Motion Type odnosi się do typu ruchu, który ma śledzić filtr. Wybraliśmy „Perspective”. W Tracking Method (metoda śledzenia) wybraliśmy Dynamic Tracking (dynamiczne śledzenie), które porównuje każdą klatkę z poprzednią. Pozwala to ustabilizować większe odkształcenia, ale pozycja w ustabilizowanym filmie może przez cały czas nieznacznie „dryfować”.
W zakładce Output, która służy do ustalenia jakiego rodzaju rezultat chcemy uzyskać po użyciu filtra, wybraliśmy Prepare for Super Resolution, który pozostawił wideo niezmienione, ale dodał matrycę transformacji do każdej klatki.
Perspective Super Resolution
Jak przebiega dalsza profesjonalna stabilizacja obrazu w nagraniu wideo? W ustawieniach zmieniliśmy powiększenie o wartość równą 5 jednostek. W rezultacie otrzymaliśmy obraz (Rys.3). Wyrównaliśmy nieznaczne rozmycie, które jest zwykle skutkiem integracji wybranych – kluczowych obszarów, poprzez zastosowanie delikatnego optycznego deblurowania (Rys.4). Na koniec użyliśmy filtrów Correct Perspective i Sharpening, aby uzyskać widok tablicy na wprost i zwiększyć kontrast między znakami a tłem (Rys.5). Przekazaliśmy obraz Policji, gdzie poproszono cztery różne osoby o niezależne dostarczenie znaków z tablicy rejestracyjnej. W rezultacie policjanci otrzymali: DI 21? ??, BT 21? MM, DT 210 AA, DT 210 MM.W takiej sytuacji nie pozostało nic innego jak posłużyć się informacjami kontekstowymi. W przypadku włoskich tablic rejestracyjnych, takiej jak ta, można wykluczyć jakąkolwiek literę „I” i „O”, ponieważ nie są one używane (za duże podobieństwo do „1” i „0”). Dodatkowo wszystkie tablice rejestracyjne zaczynające się od „B” zostały przypisane na długo przed rokiem wydania modelu samochodu, z którym mamy do czynienia. Biorąc to wszystko pod uwagę, pozostawiono tylko typy: DT 210 AA i DT 210 MM. Sprawdzając włoski rejestr pojazdów (w ramach publicznego dostępu) odkryto, iż płyta DT 210 AA nigdy nie została przypisana do żadnego pojazdu. Zamiast tego tablica rejestracyjna DT 210 MM została przypisana do tego właśnie modelu samochodu o pomarańczowym kolorze.
Stabilizacja obrazu w nagraniu wideo – podsumowanie
Ten przypadek pokazuje, jak ważne jest użycie odpowiednich narzędzi we adekwatnej kolejności. Jak zaobserwowaliście, standardowa stabilizacja obrazu w nagraniu wideo, po której następuje integracja klatek, nie była w tym przypadku najlepszym wyborem. Powód był prosty: perspektywa tablicy rejestracyjnej zmienia się w nagraniu. Dzięki filtrom Perspective Stabilization i Perspective Super Resolution udało nam się automatycznie wybrać tablice i scalić ich informacje. Dzięki pozyskanym wskazówkom kontekstowym odczytano dane tablicy rejestracyjnej. Artykuł ukazał się w Magazynie Informatyki Śledczej nr 37.
Jeżeli chcesz poznać więcej case study, śledz nasz artykuły!
