Caméra de surveillance : ça fonctionne comment au juste ?

Caméra de surveillance et technologie

Introduction

Certains articles décrits sur notre blog, ont évoqué les raisons amenant à s’équiper de systèmes de caméra de vidéosurveillance ainsi que le principe fonctionnel de la caméra de surveillance selon qu’il s’agit de caméras dôme, compactes, caméras sans fil, celles comportant un support physique permettant l’enregistrement de séquences sur détection d’un intrus, celles qui permettent l’enregistrement sur un support externe (cloud ou disque dur réseau type NAS, etc). Dans le présent article, nous allons nous intéresser à la technologie des diverses caméras présentes sur le marché, le type de capteurs (CCD ou CMOS), la focale, l’autofocus, la vision nocturne, la sensibilité lumineuse…

Capteur de lumière (photosites)

Avant de choisir un système de vidéosurveillance comportant des caméras, des unités de sauvegarde ou d’enregistrement vidéo, des équipements de supervision à distance, il est important de bien définir le type de caméra en fonction du type de capteur CCD ou CMOS.

Le capteur d’image est donc un composant majeur qui définit la qualité d’une caméra vidéo puisqu’il assure la transformation des signaux lumineux en signaux électriques.

Deux technologies s’opposent : le capteur CCD (Charged Coupled Device) et le capteur CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

De nombreux articles disponibles sur le web décrivent les particularités techniques de chacun de ces deux capteurs. L’idée n’est pas de reprendre point à point ces différents articles mais de simplement préciser l’avantage de l’un par rapport à l’autre.

Les capteurs

Le capteur CCD est celui qui offre la plus grande sensibilité mais est aussi le plus cher à développer. Le capteur CMOS est moins sensible à la lumière et offre une résolution généralement moins élevée. Cependant il est beaucoup moins chère à développer. Les progrès réalisés ces dernières années sur ce type de capteur tendent à généraliser cette technologie sur une caméra de surveillance dite « tout public ».  La taille des matrices de ces capteurs est définie en « pouces », ainsi plus la taille est élevée et plus le nombre de pixels (captant la lumière) sera élevé. La taille de ces capteurs varie généralement de 1/6 à 1/2 pouces.

La résolution d’une caméra de surveillance dites analogiques s’exprime en ligne TV (par exemple 576 lignes en qualité standard voire jusqu’à 1080 lignes TV en haute définition). Pour les caméras numériques on définit plutôt une résolution en Méga pixels (2MPs ou plus).

La compatibilité

D’autres paramètres doivent également être pris en compte lorsqu’on choisit de s’équiper d’une caméra de surveillance de résolution élevée. Par exemple, est-ce que le système de vidéosurveillance (structure du réseau comportant divers câbles, enregistreur vidéo, alimentation basse tension, etc) existe déjà dans le cas d’un remplacement ou d’une extension ? Dans ce cas, il est impératif de vérifier la compatibilité entre les équipements. L’enregistreur vidéo doit par exemple être en mesure de supporter la résolution des caméras. Dans le cas de caméras dôme motorisées, l’enregistreur doit avoir la capacité d’adresser les signaux de pilotage aux caméras concernées. Les tensions d’alimentation (12 ou 24Vdc) doivent également être homogènes entre toutes les caméras.

Focale ou varifocale des objectifs de caméras

La mise en œuvre d’une caméra à tel ou tel endroit nécessite fondamentalement de connaître la distance focale de celle-ci.

Rappelons qu’en vidéosurveillance, la distance focale est la distance comprise entre le foyer du système optique et le plan de formation de l’image sur la surface du capteur (CCD/CMOS) de la caméra. Cette valeur s’exprime en mm.

L’installateur doit donc choisir la caméra dont la focale sera la mieux adaptée à la situation.

Sur le graphique ci-dessous, on voit qu’une focale de 6 mm sera la mieux adaptée pour filmer au mieux l’ensemble d’une scène d’une largeur de 14 mètres lorsque la caméra est située à 18 mètres (exemple 1). En revanche, si la caméra est située à 10 mètres, une focale de 3,6mm sera plus conseillée (exemple 2).

Si votre choix se porte sur un type de caméra ou une technologie mais que vous souhaitez les installer sur des plans ou des distances différentes, il vaut mieux alors choisir des caméras comportant une focale variable (vari-focale).

Vision nocturne des caméras

Un autre élément à prendre en compte lors de l’acquisition d’une caméra de surveillance est la possibilité de filmer et/ou enregistrer de nuit ou par faible luminosité.

La plupart des caméras permettent de retransmettre des images de plus ou moins bonne résolution par de faible luminosité. Soit des indices de luminosité proches des 0,2 à 0,7 lux. Afin d’accroître l’exploitation des images plans sous de faible luminosité, certaines caméras sont équipées de LED infrarouge. Ils permettent d’augmenter le captage de lumière par les cellules composants le capteur.

Le paramètre à prendre en compte est la distance maximale de portée du faisceau infrarouge produit par les LED IR. Les fabricants de caméras communiquent cette donnée avec les caractéristiques techniques de la caméra. La distance de portée est généralement comprise entre quelques mètres et quelques dizaines de mètres.

Conclusion

Le choix d’un bon système de vidéosurveillance passe indéniablement par la définition de caméras. Elle doit être capable de retranscrire des images fidèles et lumineuses. La résolution est donc un facteur important.

Le paramètre « distance du sujet et l’angle de vue » est également un point important à considérer. Il serait dommage d’investir dans une caméra si l’on s’aperçoit que l’angle de vision est trop restreint. Idem s’il devient impossible de tout voir sur l’image renvoyée sur un moniteur vidéo.

Pour finir, il faut prendre en compte la nécessité de pouvoir filmer dans la pénombre ou dans la nuit. En particulier s’il s’agit d’une caméra de surveillance extérieures. Dans certains cas de figure, il sera parfois nécessaire de rajouter des projecteurs infrarouges. Cela permet d’accroître la portée de vision de nuit de la caméra.

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