L’effet « méride »

Pour le jeu de mots … On a aussi les Fées mérides.

Sur ce schéma l’illustration des 2 périodes extrêmes en terme de luminosité pour les caméras situées en extérieur et donc soumises aux aléas saisonniers. Tout d’abord le solstice d’été, lumineuse période où les jours sont très longs, pendant lequel les caméras vont moins consommer en terme débits. Avec beaucoup de lumière en effet, moins de pixels parasites et une vision couleur optimum, mois de flou car un temps d’exposition plutôt court, comme en photographie.

Son pendant, sera le solstice d’hiver avec des jours qui raccourcissent quotidiennement jusqu’à atteindre 8h15 de jour, ce qui en heure d’hiver nous amènera la nuit vers 16H.

En vidéo, il conviendra de mettre à l’heure GMT +1 Paris, nos caméras et nos enregistreurs en indiquant également les jours de passage en heure d’été ou d’hiver pour éviter le bazar des changements d’heures.

Certaines horloges dérivent avec le temps, il faudra alors recaler le système vidéo avec un serveur de temps local chez le client Windows (NTPS : Net Time Protocol Server) ou bien un NTPS dédié callé sur le fuseau horaire par une antenne GPS.

Si on veut éviter d’attendre trop longtemps (ou jamais) le passage des caméras en noir et blanc avec Infra rouge, il sera fortement recommandé de forcer les caméras à basculer en mode nuit. En effet, beaucoup de constructeurs proposent des caméras qui peuvent voir en couleur avec quasiment aucune lumière – du moins sur le papier. Résultat , ces caméras restent en couleur toute la nuit, mais ont de vrai problème pour filmer un visage ou une plaque d’immatriculation en mouvement sans générer de flou.

On aura, au final, trois principales stratégies en extérieurs nuit:

• Laisser la caméra choisir de rester en couleur ou noir et blanc , le mode « Auto » , automatique, de bascule. La caméra décide ou pas de basculer selon la lumière ambiante. Pas de stratégie correspondant dans ce cas à une stratégie, mais c’est souvent ce qu’on trouvera par défaut sur le terrain: du hasard ! Si on veut avoir des images nettes et ne pas trop consommer , c’est peu conseillé. En CSU (Centres de Sureté Urbains) les caméras motorisées (PTZ) sont souvent volontairement laissées en couleur pour la gestion temps réel des détails par les opérateurs, mais hélas les caméras fixes le sont aussi !

• Obliger la caméra à basculer sur un mode de programmation horaire, basé sur l’heure GMT de la caméra, tenant compte de l’heure d’été et d’hiver . Par exemple, tous les soirs , basculer à 21 Heures en noir et blanc et avec Infra rouge si la caméra en possède. C’est, cette fois ci un peu brutal, car pendant les 6 mois d’heures d’été , beaucoup de soirées seront encore très lumineuses à 21 Heures.. Cela aura le mérite d’économiser pas mal de bande passante et d’avoir des vues plus nettes en mouvement. Qui dit infra rouge , dit toile d’araignées et donc une maintenance préventive sérieuse et suivie.

• Sur les gros systèmes de type VMS, certains logiciels vidéo peuvent être couplés à un logiciel gérant les éphémérides, c’est à dire gérer précisément les heures de luminosités, au jour le jour, selon les cycles de rotation de la terre autour du soleil. Le logiciel VMS dans ce cas, peut envoyer aux caméras concernées une commande CGI à travers le réseau demandant le passage en noir et blanc 30 minutes avant la fin précise du jour – de façon à anticiper – cette période complexe où la caméra manquant de lumière, essaie de rester en couleur , mais sans être très performante.

• Pour être complet un 4 eme mode est cependant disponible , en couplant la caméra à une cellule photo électrique par des contacts secs (Dry contacts, Digital Inputs). Certains projecteurs infra rouge externes possèdent des détecteurs de luminosité qui peuvent activer la caméra en mode nuit par ce contact filaire. Attention, ne marche que si la caméra possède cette option de DI, toutes ne l’ont pas.

En Vidéo aussi, quand c’est flou, c’est qu’il y a un loup 

La vidéo c’est comme la photo: c’est, avant toute chose, une question d’optique. Pour que l’image soit nette il faudra que la luminosité soit suffisante et que le temps d’exposition ne soit pas trop long, et enfin que la cible filmée ne soit pas trop rapide ! En effet, méfions nous. La plupart des caméras fournissent une image de qualité quand on fait la démonstration en plein soleil ou avec suffisamment de lumière électrique. Malheureusement, Vandalisme, Vols, Tags  et Agressions ont souvent lieu en soirée, et nous ne pouvons laisser faire le hasard d’un réglage usine.

Comme pour un appareil photo, une caméra possède un Iris qui  filtre le trop plein de lumière. Plutôt fermé en journée il va s’ouvrir au maximum quand la luminosité va baisser en soirée.

Puis nous avons le diaphragme , appelé aussi shutter dont la vitesse d’obturation est appelé le temps d’exposition: en journée en pleine lumière, ce délais va être extrêmement rapide, de l’ordre de 1/10000 de seconde afin d’éviter la sur exposition. Enfin, il y a le Gain, qui dans une caméra est un amplificateur logiciel de signal permettant de faire apparaitre des détails ou des couleurs avec peu de luminosité.  Iris , Shutter et Gain travaillent de concert en mode automatique dans la plupart des caméras. C’est ce qu’on appelle l’AGC (Automatic Gain Control) et il marche particulièrement bien en journée, mais hélas moins bien la nuit dans la pénombre.

En soirée,  la luminosité baisse (de 1000 à 0 lux) ,  le temps d’exposition va s’allonger afin de faire rentrer plus de lumière vers le capteur.  C’est le moment à risque coté caméra, car si la cible visée se déplace rapidement ou lentement mais latéralement, il y a de grandes chances qu’un arrêt sur image se traduise par un joli flou artistique. Pas besoin donc, ni de loup ni de renard ni de belette. En parallèle, le gain amplifie le signal et génère des détails mais aussi du bruit et des parasites (pixels noir, blanc, gris) qui ont tendance à augmenter fortement les débits des flux vidéo.  Si on a bloqué les flux, la qualité elle se dégradera évidemment en proportion. Triple peine: une image inexploitable, une grosse bande passante et des enregistrements énormes…

Si la mission de la caméra est stratégique pour une identification de visage ou une lecture de plaque on pourra prendre les mesures préventives suivantes:  obliger la caméra à basculer plus tôt en noir et blanc et Infra rouge sur planning  horaire, commande CGI  ou sur cellule photo reliée par contact sec. On pourra aussi fournir une luminosité artificielle supérieure afin pouvoir bloquer le shutter à une valeur générant moins de flou ( 1/250 s part exemple en lecture de plaque) Notez aussi que le WDR (Wide Dynamic Range) et le DNR peuvent générer des lenteurs et du flou car ce sont des post traitements. Le WDR surtout qui va gérer le contrôle de l’exposition en prenant plusieurs shots avec différentes vitesse d’obturation pour fabriquer une seule image.  L’optimisation de la bascule préventive en noir et blanc et la désactivation du WDR ou du DNR, la limitation du Gain au minimum,  sont généralement intégrés dans les firmwares des caméras de lecture de plaque afin d’optimiser leurs performances…

Certains constructeurs ont lancé récemment des caméras avec des capteurs multiples (Couleur et Noir et blanc) permettant de fabriquer théoriquement des images en soirée à la fois nettes et contrastées en couleur, sans double prise de vue…  Je n’ai pas encore pu vérifier de visu ce point. Constructeurs: à vot’ bon coeur 🙂

Et comme le disait le vert Maître Yoda: « Si la nuit bien voir tu veux,  laisser l’AGC en mode automatique tu éviteras »

  « Le diable est donc bien dans les détails, là encore ….!  »

« Souriez vous êtes filmés »: les petites chroniques de la « Vidéo surveillance en s’amusant » balaient au gré de l’humeur du moment, quelques aspects régulièrement abordés en Vidéo surveillance sous un point de vue humoristique.