Disposez-vous de données de test concernant les performances du capteur Sony dans des environnements à faible luminosité ?

Je ne compte plus le nombre de fois où un acheteur m'a demandé des spécifications en cas de faible luminosité¹ - pour se rendre compte plus tard que les chiffres qu'ils avaient vus ailleurs étaient complètement trompeurs.

Performances du capteur Sony en basse lumière² est mesurée au mieux par Valeurs SNR1s³, et non pas de l'audimat de Lux. Le site Web de Sony Capteurs STARVIS 2⁴ comme le IMX678⁵ et IMX585⁶ offrent une sensibilité dans le proche infrarouge jusqu'à 2,5 fois supérieure et des valeurs SNR1s aussi basses que 0,12 lx, garantissant des images claires dans l'obscurité quasi-totale sans flou de mouvement.

Données de test des caméras PTZ à capteur Sony pour faible luminosité

Dans cet article, je vais analyser les données de test réelles des capteurs que nous utilisons chez Loyalty-Secu. J'expliquerai quels sont les chiffres qui comptent vraiment et je vous montrerai comment éviter les pièges les plus courants dans ce secteur. Entrons dans le vif du sujet.

Comment le capteur de ma caméra PTZ se compare-t-il à ceux des autres caméras PTZ ? 0,001 Lux⁷ Conditions ?

J'entends cette question au moins une fois par semaine. Et à chaque fois, je dois m'arrêter et demander : où avez-vous trouvé ce chiffre de 0,001 Lux ?

La plupart des déclarations de 0,001 lux proviennent de tests à vitesse d'obturation lente, qui provoquent un important flou de bougé. Une comparaison équitable des capteurs nécessite des conditions fixes : même ouverture de l'objectif, même vitesse d'obturation, même niveau d'AGC. En respectant ces règles, les capteurs STARVIS 2 surpassent systématiquement et largement les anciennes générations.

Comparaison du capteur de la caméra PTZ en cas de faible luminosité 0,001 Lux

Pourquoi la plupart des chiffres de Lux sont trompeurs

Voici quelque chose que la plupart des usines ne vous diront pas. Lorsqu'elles annoncent 0,0001 Lux, elles effectuent souvent des tests avec Obturateur lent⁸ (également appelé Sens-up) activé. L'obturateur lent maintient l'obturateur ouvert plus longtemps. Une plus grande quantité de lumière atteint le capteur. L'image paraît plus claire. Mais tout ce qui bouge - une personne, une voiture, même un arbre qui se balance - devient flou. Vous ne pouvez pas lire un visage. Vous ne pouvez pas lire une plaque d'immatriculation. Pour un caméra de sécurité⁹, Cela va à l'encontre de l'objectif recherché.

Dans les projets réels, personne n'utilise l'obturation lente sur une caméra PTZ surveillant un portail ou un parking. La cible est toujours en mouvement. Le chiffre de 0,0001 Lux ne signifie donc rien dans la pratique.

Je l'ai appris à mes dépens il y a quelques années. Un client m'a appelé, furieux, parce que ses images ne ressemblaient pas du tout à la vidéo d'exemple. L'usine avait testé avec un obturateur de 4 secondes. Sur un site réel ? Inutile.

Comment comparer les capteurs de la bonne façon

Lorsque j'évalue un capteur pour nos caméras PTZ, je verrouille d'abord trois choses :

• Vitesse d'obturation : Fixe à 1/30s (NTSC) ou 1/25s (PAL)
• Ouverture de l'objectif : F1.6 ou F1.4, cohérent pour tous les tests
• AGC (Contrôle automatique du gain¹⁰): Fixé à un maximum fixe, il n'y a pas d'augmentation illimitée.

Je regarde ensuite l'image à différents niveaux d'éclairage - 1 Lux, 0,1 Lux, 0,01 Lux - et je vérifie la présence de bruit, précision des couleurs¹¹, et les détails. C'est là que les capteurs STARVIS 2 prennent de l'avance. À 0,01 lux, une caméra basée sur le capteur IMX678 présente encore des images couleur exploitables. Au même niveau de luminosité, une caméra IMX415 plus ancienne est déjà en mode noir et blanc bruyant.

Comparaison rapide des capteurs dans des conditions contrôlées

Paramètre d'essai	IMX678 (Starvis 2)	IMX585 (Starvis 2)	IMX415 (Starvis 1)
Résolution	4K (8MP)	4K (8MP)	4K (8MP)
Taille du capteur	1/1.8	1/1.2	1/2.8
Image couleur utilisable à	0,01 Lux	0,005 Lux	0,05 Lux
Image N/B utilisable à	0.002 Lux	0,001 Lux	0,01 Lux
Besoin d'un obturateur lent ?	Non	Non	Souvent oui

Je partage toujours ce type de données de tests contrôlés avec mes collègues. Acheteurs B2B¹² avant de passer commande. Cela fait gagner du temps à tout le monde et évite les mauvaises surprises lors de l'acceptation du site.

Puis-je voir le SNR (Rapport signal/bruit¹³) Rapports pour vos appareils photo Sony ?

J'adore cette question. Lorsqu'un acheteur demande des données SNR plutôt que des indices Lux, je sais immédiatement qu'il comprend ce qui est vraiment important.

SNR1s est une métrique spécifique à Sony qui mesure le niveau de lumière où le signal est égal au bruit. Un SNR1s plus faible signifie des images plus nettes dans les scènes plus sombres. Pour l'IMX678, le SNR1s est de 0,18 lx. Pour l'IMX585, il tombe à 0,12 lx, soit environ 2,5 fois mieux que le 0,47 lx de l'ancien IMX415.

SNR Rapport signal/bruit Rapport de la caméra Sony STARVIS 2

Ce que SNR1s vous dit réellement

SNR est l'abréviation de Signal-to-Noise Ratio (rapport signal-bruit). En termes simples, le signal correspond aux données utiles de l'image - le visage, la plaque d'immatriculation, l'objet qui vous intéresse. Le bruit est le grain aléatoire et les points de couleur qui apparaissent lorsqu'il n'y a pas assez de lumière. Lorsque le signal est égal au bruit (SNR = 1), vous avez atteint la limite de l'image utilisable. En dessous de ce seuil, l'image est essentiellement constituée de bruit.

Sony a créé la mesure SNR1s spécifiquement pour les caméras de sécurité. Elle répond à une question : à quel niveau de luminosité le capteur atteint-il un SNR = 1 ? Plus ce chiffre est bas, plus le capteur est performant dans l'obscurité.

J'utilise cette mesure comme premier filtre lorsque je choisis des capteurs pour un nouveau modèle de PTZ. Elle permet de faire abstraction de tout le bruit du marketing. Un seul chiffre. Une vérité.

Données SNR1s pour nos principales options de capteurs

Modèle de capteur	Génération	SNR1s Valeur	Taille du pixel	Meilleur cas d'utilisation
IMX678	Starvis 2	0,18 lx	2,0 μm	Surveillance des villes, circulation intelligente
IMX585	Starvis 2	0,12 lx	2,9 μm	Quais non éclairés, prévention des incendies de forêt
IMX415	Starvis 1	0,47 lx	1,45 μm	Environnements intérieurs bien éclairés

Je garde ces fiches techniques à portée de main en permanence. Lorsqu'un acheteur me le demande, je lui envoie le diagramme officiel de la courbe SNR1s du capteur, ainsi que nos propres séquences de test côte à côte. Les chiffres et la vidéo ensemble - c'est la seule façon d'établir une véritable confiance.

L'importance de la taille des pixels pour le rapport signal/bruit

Un pixel plus grand capte plus de lumière. C'est aussi simple que cela. L'IMX585 possède un pixel de 2,9 μm sur un capteur 1/1,2. L'IMX415 a un pixel de 1,45 μm sur un capteur de 1/2,8. Même si les deux sont 8MP et 4K, chaque pixel de l'IMX585 capte environ quatre fois plus de lumière. C'est pourquoi l'écart SNR1s entre les deux est si important.

J'explique toujours cela aux acheteurs qui se demandent pourquoi deux caméras 4K peuvent sembler si différentes la nuit. La résolution n'est qu'une partie de l'histoire. La taille des pixels représente l'autre moitié. Et c'est la moitié que la plupart des fiches techniques tentent de cacher.

Mes images de vision nocturne resteront-elles claires sans déclencher les lumières IR trop tôt ?

J'ai entendu cette plainte à maintes reprises. L'appareil photo passe en mode noir et blanc trop tôt, et vous perdez les détails des couleurs au moment où cela compte le plus.

Les caméras équipées de capteurs STARVIS 2 conservent des séquences couleur utilisables bien plus longtemps dans des conditions de crépuscule et de faible luminosité. Cela retarde la commutation du filtre de coupure infrarouge, ce qui permet de conserver l'image en couleur plus longtemps. Associé à une Réglage de l'ISP¹⁴, Nos caméras PTZ évitent l'activation prématurée de l'infrarouge jusqu'à 30 minutes par rapport aux anciens modèles de capteurs.

Caméra PTZ à vision nocturne seuil lumineux IR STARVIS 2

Le problème de la commutation IR

Chaque caméra de sécurité est dotée d'un Filtre de coupure IR¹⁵. Pendant la journée, ce filtre bloque la lumière infrarouge, de sorte que l'image semble naturelle. La nuit, le filtre disparaît et la caméra voit la lumière infrarouge provenant de ses DEL intégrées. La question est de savoir à quel moment la caméra effectue ce changement.

Si le capteur n'est pas assez sensible, il commence à perdre rapidement des détails de couleur. Le processeur de signal d'image (ISP) voit une image sombre et bruitée et déclenche le passage en mode noir et blanc. Cela se produit trop tôt sur les appareils photo dotés de capteurs plus anciens. Vous perdez de précieuses informations sur les couleurs - comme la couleur d'une veste, d'une voiture ou d'un sac - pendant les heures critiques du crépuscule et de l'aube.

J'ai vu des projets où la police avait besoin de la couleur de la veste pour identifier un suspect. La caméra était déjà passée en mode IR. Les images étaient inutiles à cette fin.

Comment STARVIS 2 retarde le changement

Avec STARVIS 2, le capteur capte plus de lumière à chaque longueur d'onde. Cela signifie que l'ISP reçoit un signal plus net et plus lumineux, même lorsque la lumière faiblit. Il n'a pas besoin de paniquer et de passer en mode IR.

Lors de mes tests, notre caméra PTZ basée sur la technologie IMX678 a conservé ses couleurs jusqu'à environ 0,01 lux avec un objectif F1.6. Dans les mêmes conditions, une caméra IMX415 passe en noir et blanc à environ 0,05 Lux. Cette différence se traduit par environ 20 à 30 minutes de séquences couleur supplémentaires pendant le coucher du soleil.

Pour beaucoup de mes acheteurs, ces 30 minutes sont la fenêtre la plus importante de la journée. Les effractions, les vols, les actes de vandalisme se produisent souvent à la tombée de la nuit.

Le rôle de l'optimisation des FAI

Le capteur seul ne prend pas la décision de commutation. Le firmware de l'ISP contrôle le seuil. Chez Loyalty-Secu, je travaille avec notre équipe R&D pour affiner la logique de commutation jour/nuit pour chaque modèle de capteur. Nous fixons le seuil en fonction des conditions réelles sur le terrain, et non pas seulement en fonction des chiffres obtenus en laboratoire.

Nous ajoutons également un tampon d'hystérésis afin que la caméra ne bascule pas entre le mode couleur et le mode IR lorsque les niveaux de luminosité fluctuent. Il s'agit d'un petit détail, mais il fait une grande différence sur les chantiers réels où les lampadaires vacillent ou les nuages passent sans cesse au-dessus de nos têtes. Personne ne veut d'une caméra qui change de mode toutes les 10 secondes.

Avantage de la sensibilité au proche infrarouge

Les capteurs STARVIS 2 répondent également mieux à la lumière infrarouge proche de 850 nm. Cela est important car lorsque la caméra passe en mode IR, chaque LED IR produit plus de lumière utilisable par le capteur. Résultat : vous pouvez faire fonctionner moins de LED à une puissance plus faible. Moins de chaleur. Durée de vie des LED plus longue. Moins de consommation d'énergie de votre panneau solaire.

Pour les sites hors réseau - que beaucoup de mes clients déploient - il s'agit d'un avantage réel et mesurable. Des clients du Moyen-Orient m'ont fait part d'une autonomie de batterie supérieure de 15% la nuit après être passés d'une caméra Starvis 1 à un modèle Starvis 2. Ce type d'amélioration s'accumule rapidement dans le cadre d'un déploiement de 50 caméras.

Comment la Taille du capteur¹⁶ Affecte-t-il les détails que je capture dans les parkings sombres ?

Cette question m'est souvent posée par les intégrateurs qui conçoivent des systèmes pour les parkings. Ils ont besoin des numéros de plaque et des détails des visages à 50 mètres dans l'obscurité.

Les capteurs plus grands capturent plus de lumière par pixel, ce qui améliore directement les détails et réduit le bruit dans les scènes sombres. Un capteur 1/1,2 comme le IMX585 capte environ quatre fois plus de lumière qu'un capteur 1/2,8 comme le IMX415 à la même résolution, ce qui produit des images nettement plus nettes dans les parkings non éclairés.

Comparaison de la taille du capteur détails de surveillance d'un parking sombre

La taille du capteur n'est pas seulement une question de champ de vision

Nombreux sont ceux qui pensent que la taille du capteur ne modifie que le champ de vision ou la profondeur de champ. Dans les caméras de sécurité, elle modifie surtout une chose : la quantité de lumière reçue par chaque pixel.

Un capteur 1/1.2 a une surface beaucoup plus grande qu'un capteur 1/2.8. Pour une même résolution de 8MP, le capteur 1/1.2 répartit ces 8 millions de pixels sur une plus grande surface. Chaque pixel est physiquement plus grand. Les pixels plus grands captent plus de photons. Plus de photons signifie un signal plus fort. Un signal plus fort signifie moins de bruit. Moins de bruit signifie que vous pouvez réellement voir les détails - un visage, une plaque, une main - même dans un parking sombre sans éclairage d'ambiance.

J'ai suivi cette logique avec des dizaines d'acheteurs. Une fois qu'ils l'ont compris, le choix du capteur devient évident.

Comparaison des détails dans le monde réel

Lors de mes propres tests dans nos locaux, j'ai placé une cible de plaque d'immatriculation à 60 mètres. J'ai utilisé deux caméras côte à côte : l'une avec l'IMX585 (1/1,2) et l'autre avec l'IMX415 (1/2,8). Les deux caméras avaient une résolution de 4K. Elles utilisaient toutes deux le même objectif à zoom optique 40X. Les deux ont pointé la même plaque.

À 0,05 Lux :

• L'appareil photo IMX585 a montré une plaque claire et lisible avec un minimum de bruit.
• La caméra IMX415 a montré une plaque floue avec un grain visible. Les caractères étaient à peine lisibles.

A 0,01 Lux :

• L'IMX585 a tenu le coup. La plaque était lisible en mode noir et blanc.
• L'IMX415 était inutilisable. Trop de bruit. Les personnages se fondaient dans l'arrière-plan.

J'ai enregistré les deux tests et je partage les images avec tout acheteur qui le demande. Voir, c'est croire.

Choisir le bon capteur pour votre projet

Type de projet	Capteur recommandé	Taille du capteur	Pourquoi
Parking éclairé (lampadaires)	IMX678	1/1.8	Bon équilibre entre coût et performance
Parking non éclairé ou concessionnaire automobile	IMX585	1/1.2	Capture maximale de la lumière dans des conditions d'obscurité
Entrepôt ou hall d'entrée intérieur	IMX415	1/2.8	Rentable, suffisamment de lumière à l'intérieur
Chantier de construction éloigné (solaire)	IMX585	1/1.2	Meilleure performance dans le proche infrarouge, moindre puissance des LED IR

J'aide toujours mes clients à choisir le bon capteur en fonction des conditions réelles de leur chantier. Il est inutile de payer un capteur 1/1,2 si le parking est déjà bien éclairé. De même, il est inutile d'économiser de l'argent sur un capteur 1/2,8 si le site est plongé dans l'obscurité. Une bonne adéquation permet d'économiser de l'argent et d'éviter les inspections infructueuses.

Conclusion

Ne vous fiez plus aux chiffres de Lux. Demandez les données du SNR1s, testez dans des conditions fixes et adaptez la taille du capteur à votre site réel. C'est ainsi que les vraies décisions sont prises.