Mégapixels et distance
La résolution seule ne détermine pas la qualité de l'image. Ce qui compte, c'est le nombre de pixels couvrant la cible à une distance donnée. Ce guide fournit des calculs réels et des tableaux de distances pratiques pour chaque résolution CCTV populaire.
Table des matières
Comprendre la résolution des caméras
La résolution d'une caméra est définie par le nombre total de pixels sur le capteur d'image. Chaque pixel enregistre un petit fragment de la scène. Plus il y a de pixels, plus on peut potentiellement capturer de détails -- mais seulement lorsque ces pixels sont répartis sur un champ de vision raisonnable.
Voici les résolutions CCTV populaires avec le nombre réel de pixels du capteur :
| Résolution | Dimensions en pixels | Nombre total de pixels |
|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 1920 x 1080 | 2,073,600 |
| 4MP (1440p) | 2560 x 1440 | 3,686,400 |
| 5MP | 2592 x 1944 | 5,038,848 |
| 8MP (4K) | 3840 x 2160 | 8,294,400 |
| 12MP | 4000 x 3000 | 12,000,000 |
Une résolution plus élevée signifie plus de pixels répartis sur le champ de vision. Une caméra 4K possède quatre fois plus de pixels qu'une caméra 1080p, mais cela ne signifie pas automatiquement une portée utile quatre fois supérieure. La relation entre la résolution et la portée effective dépend de la focale de l'objectif et du champ de vision qui en résulte.
Comment la distance affecte la densité de pixels
La densité de pixels est le nombre de pixels couvrant chaque mètre de scène à une distance donnée. C'est l'indicateur le plus important pour déterminer si une caméra est capable de capturer des détails utiles sur une cible.
La relation est inverse et linéaire : lorsque la distance double, la largeur du champ de vision horizontal double, de sorte que le même nombre de pixels est réparti sur une largeur deux fois plus grande. La densité de pixels diminue de moitié.
PPM = Horizontal Resolution / Horizontal FOV Width (m)
Where Horizontal FOV Width = 2 x Distance x tan(HFOV / 2)
And HFOV depends on focal length and sensor size:
HFOV = 2 x arctan(sensor width / (2 x focal length))
Pour un capteur typique 1/2,7" (largeur capteur 5,37 mm), un objectif 4 mm donne un champ de vision horizontal d'environ 73,7 degrés. À 10 mètres, cela crée une largeur FOV horizontale d'environ 15,3 mètres. Une caméra 2MP (1920 pixels en horizontal) donne environ 125 PPM à cette distance.
À 20 mètres, la même caméra et le même objectif donnent une largeur FOV d'environ 30,6 mètres, réduisant la densité de pixels à environ 63 PPM -- exactement la moitié. Cette relation inverse est la contrainte fondamentale dans la conception des systèmes CCTV.
Normes DORI et PPM requis
La norme EN 62676-4 définit quatre niveaux de détail pour la vidéosurveillance, chacun avec une exigence minimale de densité de pixels. Ce sont les seuils que votre système doit atteindre pour obtenir chaque niveau de performance visuelle :
| Niveau DORI | PPM min | Ce que cela signifie |
|---|---|---|
| Detect (Détection) | 25 px/m | Déterminer si une personne est présente (oui/non) |
| Observe (Observation) | 62.5 px/m | Caractériser la tenue, la démarche et l'apparence générale |
| Recognize (Reconnaissance) | 125 px/m | Associer une personne à une référence connue (p. ex. liste d'employés) |
| Identify (Identification) | 250 px/m | Identifier une personne inconnue ; image recevable comme preuve judiciaire |
Ce sont les valeurs minimales définies par la norme. En pratique, des facteurs tels que les artefacts de compression, le flou de mouvement et le bruit en faible luminosité signifient qu'il convient de viser au moins 20 à 30 % au-dessus du PPM minimum pour garantir un fonctionnement fiable dans des conditions réelles.
Tableaux de distances pratiques
Les tableaux suivants présentent la distance utile maximale pour chaque combinaison résolution/objectif, calculée pour un capteur 1/2,7" (largeur 5,37 mm) -- la taille de capteur la plus répandue dans les caméras IP modernes. Les distances sont arrondies au mètre le plus proche.
Identification -- 250 PPM (distance max.)
Qualité forensique. Détails complets du visage d'une personne inconnue.
| Résolution | 2.8mm | 4mm | 6mm | 8mm | 12mm |
|---|---|---|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 3m | 4.5m | 7m | 9m | 14m |
| 4MP (1440p) | 4m | 6m | 9m | 12m | 18m |
| 5MP | 4m | 6m | 9m | 13m | 19m |
| 8MP (4K) | 6m | 8.5m | 13m | 17m | 26m |
| 12MP | 7m | 10m | 15m | 21m | 31m |
Reconnaissance -- 125 PPM (distance max.)
Association d'une personne connue. Suffisant pour la vérification du contrôle d'accès.
| Résolution | 2.8mm | 4mm | 6mm | 8mm | 12mm |
|---|---|---|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 6m | 9m | 14m | 18m | 28m |
| 4MP (1440p) | 8m | 12m | 18m | 24m | 36m |
| 5MP | 9m | 12m | 19m | 25m | 38m |
| 8MP (4K) | 12m | 17m | 26m | 34m | 52m |
| 12MP | 14m | 21m | 31m | 42m | 62m |
Observation -- 62,5 PPM (distance max.)
Caractérisation de la couleur des vêtements, de la morphologie générale et de la direction de déplacement.
| Résolution | 2.8mm | 4mm | 6mm | 8mm | 12mm |
|---|---|---|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 12m | 18m | 28m | 36m | 55m |
| 4MP (1440p) | 16m | 24m | 36m | 48m | 73m |
| 5MP | 17m | 25m | 38m | 50m | 76m |
| 8MP (4K) | 24m | 34m | 52m | 69m | 103m |
| 12MP | 29m | 42m | 62m | 83m | 125m |
Détection -- 25 PPM (distance max.)
Confirmation de la présence d'une personne. Utile pour la surveillance périmétrique et l'observation de grandes zones.
| Résolution | 2.8mm | 4mm | 6mm | 8mm | 12mm |
|---|---|---|---|---|---|
| 2MP (1080p) | 30m | 44m | 69m | 91m | 138m |
| 4MP (1440p) | 40m | 59m | 91m | 121m | 183m |
| 5MP | 42m | 62m | 95m | 126m | 190m |
| 8MP (4K) | 59m | 86m | 131m | 172m | 259m |
| 12MP | 73m | 104m | 156m | 208m | 312m |
Impact de la focale de l'objectif
La focale est l'outil le plus important pour augmenter la portée effective. Une focale plus longue réduit le champ de vision, concentrant le même nombre de pixels sur une portion plus petite de la scène. Le résultat est une densité de pixels plus élevée sur la cible.
La relation est directement proportionnelle : doubler la focale double la distance effective maximale pour n'importe quel niveau DORI. Un objectif 12 mm atteint environ trois fois la portée d'un objectif 4 mm avec le même capteur et la même résolution.
Horizontal FOV angles for 1/2.7" sensor (5.37mm width):
2.8mm lens: ~87.4 degrees (wide angle, short range)
4mm lens: ~73.7 degrees (standard wide)
6mm lens: ~48.2 degrees (medium)
8mm lens: ~37.0 degrees (narrow medium)
12mm lens: ~25.2 degrees (narrow, long range)
La contrepartie est la zone de couverture. Un objectif 2,8 mm couvre une large surface mais offre une faible densité de pixels à distance. Un objectif 12 mm offre d'excellents détails à longue portée mais couvre un couloir étroit. On ne peut pas avoir les deux simultanément avec une seule caméra.
Exemple : Voie d'entrée d'un parking
Distance cible : 15 mètres. Besoin : Identification (250 PPM). Une caméra 2MP avec objectif 2,8 mm donne seulement environ 50 PPM à 15 m -- bien insuffisant. Passer à un objectif 12 mm sur la même caméra monte à environ 187 PPM -- toujours insuffisant. La mise à niveau vers 4MP avec objectif 12 mm atteint environ 250 PPM -- exactement au seuil. Pour une marge de sécurité, une caméra 8MP avec objectif 8 mm offre environ 283 PPM -- identification fiable.
Lors du choix d'un objectif, partez du niveau DORI requis et de la distance cible, puis remontez pour trouver la combinaison minimale focale/résolution satisfaisant le seuil PPM.
Résolution vs plus de caméras
Une question fréquente en conception est de savoir s'il vaut mieux investir dans moins de caméras haute résolution ou dans plus de caméras standard placées plus près des cibles. Les deux approches ont des applications claires.
Quand choisir une résolution plus élevée
Utilisez une caméra haute résolution lorsque vous avez besoin de détails à distance mais que placer une caméra plus près est physiquement impossible ou impraticable. Les scénarios typiques comprennent la surveillance d'un grand espace ouvert depuis un toit, la couverture d'un long couloir depuis une extrémité ou l'observation d'une clôture périmétrique depuis une position surélevée. Dans ces cas, passer de 2MP à 8MP double la distance d'identification effective.
Quand ajouter plus de caméras
Ajoutez des caméras lorsque vous avez besoin d'une couverture de zone plus large. Une seule caméra 12MP avec un objectif étroit couvre un couloir limité. Deux caméras 4MP avec des objectifs standard, placées à des positions intermédiaires, peuvent couvrir la même zone avec une meilleure densité de pixels en chaque point. C'est souvent la solution la plus rentable, car les caméras 4MP standard sont bien moins chères que les modèles 12MP, et les coûts d'infrastructure (câblage, ports PoE) sont modérés.
La règle du 2x
Si la distance cible dépasse le double de la distance d'identification de votre caméra et objectif actuels, ajouter une autre caméra à une position plus proche est presque toujours plus efficace qu'augmenter la résolution. Par exemple, si votre caméra 4MP avec objectif 4 mm peut identifier à 6 mètres et que la cible est à 15 mètres, ajouter une deuxième caméra à mi-chemin (chacune couvrant 7,5 mètres) est plus fiable et souvent moins cher que de passer à 12MP.
En pratique, les meilleurs systèmes combinent les deux stratégies : des caméras haute résolution sur des positions d'observation fixes et des caméras standard placées près des points critiques tels que les entrées, les caisses et les portiques de contrôle d'accès.