Traitement de scènes complexes
Créé le 23/02/16

Caractéristiques des caméras permettant le traitement de scènes complexes

Les caméras de vidéosurveillance doivent faire face à des situations complexes qui nuisent à la qualité des vidéos. Les scènes à observer peuvent présenter des niveaux d’éclairage très variables ou extrêmes. L’obscurité totale, la brume et la fumée peuvent poser des problèmes pour obtenir des vidéos exploitables. Il existe des équipements qui peuvent résoudre ces problèmes (voir la liste ci-dessous), mais il convient de bien les examiner, car ils ont chacun un effet sur la qualité de l’image.

1. Concentration de la lumière par l’objectif (Valeur d’ouverture ou F-number en anglais)

Les objectifs à faible nombre d’ouverture concentrent mieux la lumière. De manière générale, plus la valeur d’ouverture est petite, meilleure est la qualité dans des conditions de faible lu- minosité. Une valeur d’ouverture supérieure est parfois préférable dans certaines conditions d’éclairage. La sensibilité de la caméra ne dépend pas seulement de son objectif, mais aussi du capteur et du mode de traitement de l’image.

2. Diaphragme

Les objectifs à diaphragme réglable manuellement sont adaptés à des scènes à niveau d’éclai- rage constant. Pour les scènes à niveau d’éclairage variable, un diaphragme à réglage automa- tique (DC-iris / P-Iris) est recommandé pour obtenir le niveau d’exposition adapté. Les caméras à P-Iris gèrent mieux la qualité d’image dans toutes les conditions d’éclairage.

3. Fonction jour / nuit

Une caméra réseau avec fonction jour / nuit est équipée d’un filtre IR débrayable automatique- ment. Le filtre est présent pendant la journée et la caméra produit des couleurs correspondant à la vision humaine. La nuit, le filtre est enlevé pour permettre à la caméra de profiter de la lumière infrarouge proche et de produire des images noir et blanc de haute qualité. C’est l’une des manières d’améliorer la qualité d’une caméra réseau dans des conditions de lumière faible.

   

 

 

 

 

 

 

 

Une image en mode jour, à gauche. À droite, une image en mode nuit.

4. Projecteurs infrarouge (IR)

Par faible éclairage et dans l’obscurité complète, des LED IR intégrées à la caméra ou un projec- teur intégré vont aider la caméra à utiliser le rayonnement infrarouge proche pour fournir des images noir et blanc de qualité. Le rayonnement infrarouge proche provenant de la lune, des lampadaires publics ou des projecteurs infrarouge n’est pas perceptible par l’œil humain, mais le capteur de la caméra les détecte. (Le rayonnement infrarouge proche jouxte celui du spectre visible et présente des longueurs d’onde plus longues.)

   

À gauche, une image prise en mode nuit sans projecteur. La caméra n’utilise que le peu de lumière qui passe sous la porte située dans le bas à gauche de la pièce. À droite, la même scène avec des projecteurs IR.

Les projecteurs IR permettent d’éclairer des scènes à des distances différentes. L’éclairage réa- lisé par les LED IR intégrées aux caméras peut être réglé en fonction de l’angle de vue et mis en route automatiquement dans l’obscurité, lorsqu’un événement se produit ou à la demande d’un utilisateur. Ces caméras avec LED IR intégrées simplifient l’installation et constituent une solution rentable. L’avantage d’un projecteur IR extérieur est sa souplesse d’installation : un projecteur à longue distance, par exemple, peut ne pas être placé nécessairement au même endroit que la caméra et permet de mieux éclairer l’endroit à observer.

5. Technologie Lightfinder

   

Figure 2.2c À gauche, une scène prise par une caméra passée en mode nuit, avec 0,4 lux sur le mur du fond. À droite, la même scène prise par une caméra avec Lightfinder, toujours en mode jour, qui révèle plus de détails, comme la boîte par terre contre le mur du fond, et donne une image en couleur.

La technologie Lightfinder confère aux caméras une sensibilité extrême à la lumière. Ces caméras peuvent ainsi fournir des images à des niveaux d’éclairage aussi faibles que 0,18 lux.

6. Résolution / mégapixel

La résolution d’une caméra est définie par le nombre de pixels d’une image prise par le capteur. En fonction de l’objectif, la résolution permet soit de distinguer plus de détails, soit d’obtenir un champ plus large. Les caméras mégapixels produisent des images d’un million de pixels ou même plus. Lorsque l’angle de vue est large, elles peuvent couvrir une zone plus large qu’une caméra ordinaire. Lorsque l’angle de vue est faible, les détails se distinguent mieux, ce qui per- met l’identification des personnes et des objets. Les caméras prenant en charge les résolutions HDTV 720p (1280 x 720 pixels) et HDTV 1080p (1920 x 1080 pixels), soit approximativement 1 et 2 mégapixels, sont de plus en plus appréciées car elles répondent aux normes garantissant une fréquence d’images haute définition, la fidélité aux couleurs et le format 16:9.

7. Paramètres de contrôle de l’exposition

Quand le niveau d’éclairage change, les caméras se règlent automatiquement pour assurer la meilleure exposition. Elles fournissent aussi à l’utilisateur la possibilité de modifier plusieurs paramètres de contrôle de l’exposition dans les situations particulièrement difficiles. Dans des conditions de faible éclairage par exemple, il est possible d’augmenter le gain pour mieux distin- guer les détails d’une scène. L’inconvénient dans ce cas est que le bruit peut devenir plus visible. À faible éclairage, il est aussi possible d’augmenter le temps d’exposition pour obtenir une image plus lumineuse, mais cela peut flouter les objets en mouvement. On peut également définir des zones dans lesquelles l’exposition sera particulière. La compensation du contre-jour (BLC) est une autre technique permettant à la caméra de filmer des objets dans des zones sombres lorsque le fond est très lumineux, comme devant une fenêtre ou une porte d’entrée.

8. Plage dynamique étendue (WDR)

Dans le cas de scènes présentant à la fois des zones très lumineuses et très sombres, comme les quais de gare, une caméra à plage dynamique étendue (WDR) est probablement la meilleure solution. Les caméras WDR comportent généralement un capteur qui mesure les différentes expositions de la scène (courte pour les zones très éclairées et longue pour les zones sombres) et qui les combine dans la même image pour rendre visibles les objets dans les différentes zones.

   

 

 

 

 

 

 

À gauche, une image prise par une caméra conventionnelle. À droite, la même image prise par une caméra WDR.

9. Rayonnement thermique

En plus de la lumière du jour, de la lumière artificielle et de l’infrarouge proche, le rayonnement thermique peut être utilisé pour produire des images. Une caméra réseau thermique ne requiert aucune source de lumière. Elle détecte le rayonnement thermique émis par tout objet à une température supérieure à 0°K. Plus un objet est chaud, plus le rayonnement est important. Des différences de température plus marquées produisent des images thermiques présentant un fort contraste. Les caméras réseau thermiques peuvent être utilisées pour détecter des sujets dans l’obscurité totale ou dans des conditions difficiles, brouillard léger ou fumée, ou lorsque les su- jets sont cachés dans des zones d’ombre ou difficiles à discerner sur un fond complexe. De plus, ces caméras ne sont pas aveuglées par les lumières fortes. Les caméras thermiques sont idéales pour la détection et peuvent compléter les caméras conventionnelles pour améliorer l’efficacité d’un système de surveillance.

   

 

 

 

 

 

 

À gauche, une image prise par une caméra conventionnelle. À droite, l’image produite par une caméra thermique.

 

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