Définition d'une image

Pour comprendre ce que c’est la définition et son rôle en pratique, il faut commencer par la présentation d’un élément le plus petit et uniforme qui est affiché sur un écran – un pixel (px). Chaque pixel peut afficher trois couleurs en même temps, dans la configuration RVB (rouge, vert, bleu), et leurs intensités peuvent être différentes. Ceci permet d'afficher pratiquement toutes les couleurs (fig. 1). Un ensemble de pixels répartis symétriquement sur une grille d'un rectangle est tout simplement un afficheur. Bien que la construction des dispositifs d’affichage des images soit fort diverse, leur principe de fonctionnement est généralement le même. En cas d’écrans LCD, il est possible de renconter parfois « un pixel mort ». C’est un pixel endommagé privé de capacité de commande. Il n’émet aucune couleur et c’est pour cette raison qu’il est visible comme une tache noire.

Fig. 1. Image agrandie composée de 9 pixels.

Nous vous présentons ci-dessous, à titre d’exemple, des images en quelques définitions les plus populaires. L’image de départ était une photo en défition de 2048x1536. Evidemment, nous avons diminué sa taille pour qu’elle puisse être ici ajoutée, cependant l'échelle entre les définitions successives de la même image a été conservée (fig. 2).

Fig. 2. Comparaison de quelques définitions les plus populaires

Pour simplifier leur utilisation, les définitions populaires ont été nommées. Par exemple, si la spécification d’une caméra indique qu'elle enregistre en VGA, cela signifie que la taille des images enregistrées est de 640x480 pixels. Un autre paramètre très important qui est strictement liée à la défition, est le format de l'image, décrit comme un quotient de la longueur de l'image et de sa hauteur. Le format de l'image le plus populaire est celui de 4:3, utilisé particulièrement dès la création du signal de télévision ainsi que celui plus panoramique de 16:9, utilisé comme une norme pour les signaux à haute définition.

Tableau 1. Définitions choisies et leurs noms

Résolution de l'image - présentation graphique 

Par conséquent, plus la définition est grande, plus l'image est grande, plus de détails elle contient, mais elle occupe également plus d'espace sur le disque. Nous vous présentons ci-dessous, à titre de comparaison, des captures d'écran de deux caméras de vidéosurveillance offertes par la Delta: C86A-2812 et APTI-32C4-2812. Ne prêtez pas attention aux différences dans la profondeur des couleurs, à la netteté et à l'angle de vision des deux caméras, puisque ce sont les différents modèles de caméras qui fonctionnent dans des normes diverses. En outre, la qualité globale de l'image est affectée par de nombreux autres facteurs. Cependant, il faut ici prêter attention à la définition en laquelle les deux dispositifs fonctionnent. La première caméra fonctionne dans le système PAL. Bien que ce soit un signal analogique mesuré en nombre de lignes, sa taille convertie en pixels est de 720x576. Le second dispositif est une caméra IP qui permet d’enregistrer en définition de 2048x1536. Nous voyons tout de suite que même la différence des nombres est stupéfiante. Et comment cela fonctionne en pratique?

Fig. 3. Comparaison des captures d'écran des caméras APTI-32C4-2812 et C86A-2812

Comme vous pouvez le voir, la différence est énorme (fig. 3). Ceci est la meilleure preuve que, même dans le domaine de la vidéosurveillance, de nouvelles technologies qui apparaissent sans cesse sur le marché remplacent celles précédentes. Pour vous prouver que l'image qui se compose d'un plus grand nombre de pixels est plus précise, nous allons recadrer les deux captures d'écran de manière à essayer de lire le temps d'une horloge suspendue dans le fond de la salle d’essai. Voici l’effet de notre opération (fig. 4).

Fig. 4. Comparaison des fragments agrandis des captures d’écran des caméras. A gauche il y a une capture d’écran de la caméra APTI-32C4-2812, à droite celle de C86A-2812

L'image de la caméra APTI-32C4-2812 a été recadrée et agrandie à deux reprises. Il est vrai que le cadran n'est pas clairement visible, mais il est possible de deviner l'heure qu’il montre. Par contre, nous voyons sans aucun problème des numéros des classeurs ou le visage d'un mannequin. A droite, il y a une image de la caméra C86A-2812, encadrée de la même manière et agrandie à plusieurs reprises, de sorte que sa taille soit égale à celle de l’image de la caméra APTI. Malheureusement, la qualité n'est pas satisfaisante. Seul un aperçu général de la figure est visible, il n’y a pas de détails, les objets sont déformés et leurs bords dentelés. Les contours ronds deviennent carrés. Cet effet, appelé courramment "effet d’escalier" se pose lorsque la définition de l'image est trop basse. Bien sûr, au fur et à mesure que nous continuerons à agrandir l'image située du côté gauche, elle deviendra de plus en plus « carrée » mais cela aura lieu beaucoup plus tard dans le cas de l' image en une définition inférieure.

Comme nous avons déjà mentionné la définition n’est pas un seul paramètre qui affecte la qualité d'une image bien qu’elle soit très importante. En outre, plus la définition est grande, plus l'espace du disque est occupé par une image ou une vidéo, par conséquent, l’utilisateur doit disposer d'un équipement adéquat qui sera capable d'enregistrer les images. Lors du choix d'un enregistreur pour les caméras de vidéosurveillance il faut aussi prendre en compte les définitions prises en charge. L’on admet que la vidéo est harmonieuse pour l'oeil humain lorsqu’elle est enregistrée à une vitesse de 25 cadres par seconde. Cela signifie qu'une seconde de séquence vidéo exige au moins 25 cadres. Pour la définition de 1920x1080 et 25 images par seconde, une vitesse d'enregistrement doit être jusqu'à 10 Mb/s (mégabits par seconde). Ensuite, il ne faut pas oublier qu'en général, il est possible de connecter plus d’une caméra à un enregistreur, alors la quantité des données à être prises en charge est très grande. Bien sûr, il existe différentes méthodes de compression du signal transmis utilisé dans les caméras de vidéosurveillance qui peuvent réduire ces exigences. Des enregistreurs actuels ont également de grandes possibilités de configuration selon le principe de «quelque chose au détriment de quelque chose», p.ex. une meilleure définition d'enregistrement au détriment du nombre d'images par seconde. Il faut predre en compte toutes ces informations lorsque vous achetez un enregistreur.

Pour obtenir le meilleur résultat possible, il faut choisir un bon équipement qui "suivra le rythme" des caméras. A titre d’exemple, nous allons vérifier quelles sont les capacités d'enregistrement d’un enregistreur HYBRO-416 de bonne qualité et pas trop cher qui est offert par la Delta.

Le dispositif peut fonctionner avec des caméras dans différentes normes – AHD (Analog High Definition), PAL et IP. Nous allons traiter celle première. Si nous règlons la définition d'enregistrement au niveau de 1280x720, nous obtiendrons en somme 100 cadres par seconde à être divisés en 4 canaux à savoir 25 images par canal. Toutefois, si nous augmentons la définition jusqu’à 1920x1080, la vitesse d'enregistrement sera réduite à 60 cadres par seconde et ils seront divisés en 4 canaux, ce qui ne donnera que 15 cadres par seconde par canal. L'image sera de très bonne qualité, mais moins harmonieuse.

Parfois, si vous étudiez bien la spécifité d'un dispositif d'enregistrement d'image, vous pouvez rencontrer un terme définition d’interpolation. C’est une sorte de truc de marketing, impitoyablement utilisé par des fabricants d'équipement électronique, adressé aux utilisateurs inconscients. En quelques mots, le processus d'interpolation consiste à augmenter artificiellement la définition des images enregistrées. Souvent, de tels dispositifs sont équipés en convertisseurs faibles capables d’enregistrer une image uniquement en définition de 640x480 ou 800x600. Grâce à un tel procédé le dispositif est moins cher. Comment donc est-il possible que l'image est enregistrée au format 1280×720, ce qui suggère que ce soit une image HD? C’est l'électronique du dispositif qui en est responsable. L’on insère un pixel entre deux autres et la couleur et la clarté du pixel inséré sont calculées au moyen de différents algorithmes basés sur des pixels voisins. Ainsi, l'image reçoit des pixels supplémentaires ce qui augmente sa définition. Malheureusement, pour des raisons évidentes, la qualité de l'image ainsi obtenue ne peut être améliorée. L’image est pratiquement la même que celle enregistrée sur un dispositof en une définition inférieure, et la seule différence est qu'elle est tout simplement plus grande.

Comme nous avons déjà mentionné, la définition d'une image enregistrée par une caméra ne fait pas tout. Parfois, il peut arriver qu’une caméra enregistrant en une définition inférieure peut fournir une meilleure qualité vidéo en fonction du processeur graphique ou un convertisseur utilisé. L'environnement où elle fonctionne n’est pas non plus sans importance. Il est difficile de suggérer quelle caméra et en quelle définition sera la meilleure pour un utilisateur. Tout projet doit être individuellement analysé et les employés de la Delta aident les client à choisir un matériel convenable.