Technologie JVC Professionnel SuperLolux, passer un examen

Le développement des nouveaux capteurs CMOS Super Lolux intégrés aux caméras IP de JVC Professional a rencontré d'importants défis, que le département d'ingénierie de cette société analyse en détail dans cet article.

Le secteur de la vidéosurveillance a connu d'importants changements au cours des dernières années, suite aux progrès rapides des caméras CCTV pour réseau IP, dont les performances, l'efficacité et les fonctionnalités ont été continuellement améliorées. Mais, certainement, l'une des lignes de développement de ces dispositifs a été d'augmenter au maximum leur capacité et spectre fonctionnel.

Ce dernier aspect a toujours été un défi important, étant donné qu'il s'agit de l'évolution des caméras classiques à partir de capteurs CCD et que, hasta hace sólo unos pocos años, los ingenieros perseguían el objetivo de diseñar una cámara IP con codificación H264 con resolución D1 o 720p. À l'heure actuelle, las cámaras CCTV se han convertido en dispositivos compactos y muy eficientes, que combinan en un sistema la capacidad de “inteligencia” (analyse vidéo) y un funcionamiento autónomo. En plus, estos dispositivos incorporan ya capacidad de gestión de vídeo (sistema VMS), mediante memorias con tarjetas SDHC, que asume la función de servidor del sistema.

Cuando un profesional intenta definir de forma general lo que debe tener una cámara CCTV, los elementos primordiales son buenas prestaciones, capacidad de capturar y reproducir imágenes de calidad, de jour comme de nuit, y que los usuarios valoran un tipo de cámara que funcione de forma totalmente independiente a las “tareas de servidor”; una tendencia que es justo la que marca el mapa de ruta del concepto de cámara integrada todo-en-uno.

Problema: imágenes pobres en condiciones de poca luz

Cependant, es importante reconsiderar los pros y los contras de dichos desarrollos tecnológicos con el fin de realizar las correspondientes correcciones y sentar las bases para nuevos avances. La cuestión clave para una marca como JVC Professional es: “¿Cuáles son las características que una cámara ideal debe tener?»

Al preguntar a los usuarios y analizar sus demandas sobre cámaras CCTV se observa una orientación clara por un dispositivo “universal”, con capacidad para capturar imágenes nítidas y brillantes en cualquier situación, con resultados en perfecta consonancia con el sistema VMS incorporado; sin olvidar que funcione para día/noche, con niebla o en condiciones ambientales difíciles (pluie, neige). En résumé: un modelo de cámara que se adapte a cada situación.

La mayoría de las cámaras actuales 1080p son capaces de proporcionar imágenes detalladas y brillantes, pero las imágenes nocturnas son, souvent, de mala calidad y, donc, hacen difícil la labor de análisis del sistema VMS. Ello es consecuencia de la interdependencia entre los dos parámetros más importantes del dispositivo: la sensibilidad y la resolución, que se afectan mutuamente.

Con sensores de imagen del mismo tamaño, une puce avec un plus grand nombre de pixels est capable d'offrir une résolution plus élevée. Cependant, la sensibilité à la lumière est inférieure, car chaque pixel absorbe une moindre quantité d'énergie lumineuse. Par conséquent, une puce avec un plus petit nombre de pixels (plus grands) fonctionne avec une résolution moindre, mais améliore la sensibilité car chaque pixel absorbe plus de lumière. En supposant qu'une scène dispose d'un éclairage suffisant, ce qui précède ne joue qu'un rôle mineur et, par conséquent, une scène mal éclairée posera pour la même raison un grand problème.

Une bonne approche serait de parvenir à un compromis entre la résolution et la sensibilité, surtout lorsque l'on considère que l'amplification d'un signal faible, bien qu'avec une haute résolution, provoquera une augmentation inévitable du bruit. Étant donné qu'une résolution de 1080p est déjà exigée par le marché, la décision d'améliorer l'éclairage ou le paramètre de sensibilité semble être la tendance obligatoire à suivre.

Amélioration de l'éclairage

Dans le but de 'apporter un peu de lumière dans l'obscurité', l'utilisation de projecteurs infrarouges IR dans les installations ou de diodes IR directement intégrées dans les caméras a été une bonne solution. Bien que de nombreux experts considèrent que recourir à des projecteurs IR de qualité est la seule solution pour capturer des images nocturnes, d'autres utilisateurs optent pour des caméras 1080p avec des LED IR intégrés, qui non seulement offrent une installation plus facile mais également moins coûteuse.

Cependant, il y a aussi des inconvénients, tels que les surexpositions à courte distance (Par exemple, les gros plans des visages des personnes); une portée relativement courte; des effets secondaires qui apparaissent sous la pluie; attaques d'insectes, etc.. Malgré les soi-disant diodes IR 'intelligentes', capables de réduire dans une certaine mesure ces effets indésirables, on peut conclure que malgré leurs améliorations relatives, les deux solutions basées sur l'éclairage IR ont des inconvénients en termes de coût et de consommation d'énergie.

Amélioration de la sensibilité

Bien que la technologie infrarouge ait encore beaucoup de chemin à parcourir, JVC Professional a développé un nouveau concept qui permet de contourner le problème de devoir travailler avec un éclairage faible. Por las razones antes mencionadas, durante los los últimos años se han realizado importantes inversiones en el desarrollo de complejos sistemas de cámaras “válidas para todo”, y precisamente esto ha sido lo que ha motivado a los ingenieros de JVC a analizar de nuevo los parámetros fundamentales, que son cruciales para fabricar una buena cámara.

Se trata de hacer hincapié en la mejora de la sensibilidad a la luz. De esta manera se vuelve a poner el punto de mira en la cámara en su conjunto, concentrándose en el elemento de “sensibilidad a la luz”. El núcleo de la cuestión radica en la tecnología de sensores de imagen, c'est à dire, dans le développement d'une puce extrêmement sensible à la lumière qui doit également fournir d'excellents résultats, même dans des conditions de brouillard.

disposant des moyens nécessaires, les ingénieurs de JVC ont concentré leurs efforts sur la conception d'une caméra avec éclairage IR intégré, mais qui ne nécessite leur soutien que dans des situations 'réelles' de 0,0 lux, où l'utilisation du flash serait nécessaire. Les analyses de laboratoire correspondantes et les tests avec plusieurs caméras ont conduit à la conclusion qu'aucun produit n'existe encore, et même aucun développement connu, qui puisse répondre à ces exigences.

Le capteur CMOS Super LoLux

Puisque les capteurs vidéo conventionnels n'ont pas été capables de produire les résultats requis, la conception d'un nouveau capteur a été une option soutenue par plusieurs spécialistes de cette industrie. Avec la structure à socle des nouveaux capteurs CMOS Superlolux, JVC a réussi à combiner le meilleur de deux mondes: les avantages de la base en grille d'un capteur CCD classique avec la structure à socle d'un capteur CMOS avancé.

Le concept de disposition des éléments en socle entraîne une augmentation significative de la taille de la zone de pixels utilisable (ce qui affecte positivement la sensibilité), mientras que ya no es necesario reducir la cantidad de píxeles debido a la disposición típica de rejilla de los sensores clásicos. El resultado de todo ello es el sensor CMOS Super LoLux. Otra ventaja del nuevo sensor es su eje pivotante horizontal y vertical, que permite la optimización del realce óptico (foco posterior/distancia al flanco) y que no implica ninguna pérdida de realce causada por desajustes mecánicos.

Cependant, el sensor es sólo un componente de una cámara de 1080p de alto rendimiento y JVC ha realizado importantes inversiones en el diseño de un nuevo codificador adaptado a las exigencias de los sensores CMOS Super LoLux; en el desarrollo de nuevas tecnologías de reducción de ruido, y en la implementación de la tecnología CLVI (Clear Logic Video Intelligence), un innovador avance que mejora el aprovechamiento de luz y el realce de los detalles en condiciones de niebla y neblina hasta en un 40%, lo que en muchas ocasiones podría establecer la distinción entre un sistema de trabajo inútil y otro con una “visión perfecta” .

Los resultados obtenidos son más que convincentes: los sensores CMOS Super LoLux, combinados con las tecnologías antes descritas, hacen posible que la gama de cámaras IP Super LoLux HD de JVC puedan reproducir imagen en color y fotos B/N utilizables obtenidas a sólo 0,3 lux con una resolución de 1080p.