Calculateur FOV

HFOV , VFOV et I FOV — les calculs derrière chaque caméra de vidéosurveillance

Le champ de vision d'une caméra est déterminé par deux grandeurs physiques seulement : les dimensions actives du capteur d'image et la distance focale de l'objectif. Tout le reste (mégapixels, codec, marque, type de monture) est sans incidence sur la couverture angulaire. Le champ de vision horizontal ( HFOV ) est calculé par la HFOV = 2 × arctan(W / 2f), où W représente la largeur active du capteur en millimètres et f la distance focale de l'objectif en millimètres. Le champ de vision vertical ( VFOV ) se calcule avec la même formule, en remplaçant W par la hauteur du capteur (H). Le FOV diagonal utilise la diagonale du capteur. La plupart des fiches techniques de vidéosurveillance indiquent uniquement HFOV ; le calculateur ci-dessus le détermine à partir de la distance focale et du préréglage du capteur que vous avez sélectionnés.

Le format d'image est important car la largeur et la hauteur du capteur ne sont pas indépendantes. Un capteur CMOS 16:9 moderne comme le Sony IMX415 possède une zone active de 5,6 × 3,1 mm (format optique 1/2,8"). Avec un objectif de 4 mm, on obtient HFOV d'environ 70° et un champ de vision vertical VFOV d'environ 42°. Un capteur 4:3 de diagonale équivalente offrirait HFOV d'environ 64° et VFOV d'environ 50°. Parler de « grand angle » sans préciser l'axe concerné est ambigu : un même objectif offre un rendu très différent sur un capteur 16:9 et sur un capteur 4:3.

Les dimensions des capteurs utilisés en vidéosurveillance sont issues de la nomenclature des tubes vidéo et ne correspondent presque jamais à la fraction littérale. Un capteur « 1/3 pouce » mesure environ 4,8 mm de large, un capteur « 1/2,7 pouce » mesure 5,0 mm, un capteur « 1/2,8 pouce » mesure 5,4 mm, un capteur « 1/2 pouce » mesure 6,4 mm, un capteur « 2/3 pouce » mesure 8,8 mm et un capteur « 1 pouce » mesure 12,8 mm. Utiliser la fraction littérale en pouces dans une formule FOV surestime la couverture angulaire de 30 à 60 %. Consultez toujours la largeur active en mm sur la fiche technique du capteur ou utilisez les valeurs prédéfinies du calculateur ci-dessus.

Le champ de vision instantané (ou taille angulaire d'un pixel) détermine la capacité à distinguer un visage ou à lire une plaque d'immatriculation. En milliradians FOV il est approximativement égal à 1000 × taille_de_pixel / distance_focale. Un FOV 1/2,8" de 4 mégapixels possède une taille de pixel d'environ 2,0 µm ; avec un objectif de 4 mm, cela correspond à 0,5 mrad/px, soit environ un pixel tous les 2 mm à 4 m de distance. En multipliant par le nombre de pixels requis sur la cible (généralement 200 pixels pour l'identification d'un visage), on obtient la portée d'identification maximale sans recourir au calcul complet de la distance DORI .

Le mode couloir fait pivoter le capteur de 90° afin que son axe principal soit vertical ; il est particulièrement utile dans les couloirs, les escaliers mécaniques et les allées étroites. Les champs de vision horizontal HFOV et VFOV sont inversés dans le micrologiciel, et la caméra produit un flux vidéo au format portrait. Le système de gestion vidéo (VMS) doit prendre en charge le format 9:16 pour un affichage correct. Les caméras multi-capteurs et panoramiques assemblent des images se chevauchant, issues de deux à huit paires capteur-objectif, pour produire un champ large continu. HFOV effectif typique est de 180° ou 360°, mais la résolution diminue sensiblement au niveau des jonctions, et la densité de pixels par mètre à distance n'est pas supérieure à celle d'un capteur unique de même résolution.

La correction d'inclinaison est essentielle pour toute caméra non parfaitement horizontale. Si une caméra située à 4 m de hauteur vise une cible au sol à 10 m de distance, la distance oblique est de √(4² + 10²) = 10,77 m, et non de 10 m. Le FOV vertical capture simultanément le terrain proche et le terrain éloigné ; la densité de pixels varie donc considérablement le long de l'emprise au sol projetée. La plupart des erreurs de planification proviennent du fait que les ingénieurs négligent ce facteur et supposent une emprise au sol rectangulaire et uniforme, avec une densité de pixels par mètre carré (PPM).

Comment utiliser ce calculateur FOV ?

1. Choisissez le format du capteur. Les quatre préréglages couvrent la quasi-totalité des appareils photo à objectif fixe actuellement disponibles : 1/3" pour les modèles bullet d'entrée de gamme, 1/2" pour les modèles turret de milieu de gamme et la plupart des appareils 4 MP, 2/3" pour les modèles box et PTZ haut de gamme, et 1" pour les capteurs spécialisés en basse lumière. La largeur en mm est renseignée automatiquement.
2. Réglez la distance focale. Déplacez le curseur pour choisir une valeur entre 1 et 50 mm, ou cliquez sur une valeur prédéfinie courante (2,8, 3,6, 4, 6, 8, 12, 16, 25, 35, 50). Pour un objectif varifocal, effectuez le calcul aux deux extrémités de la plage de zoom.
3. Définissez la distance cible. Il s'agit de la distance horizontale entre la caméra et le plan d'intérêt (le portail, l'étagère, le bord de l'emplacement de stationnement). Utilisez les mètres ou les pieds selon votre préférence. La largeur de couverture à cette distance est calculée en temps réel ci-dessous.
4. Lisez les deux cartes de sortie. Le premier graphique indique le FOV angulaire horizontal en degrés, utile pour comparer avec les données marketing du fabricant. Le second graphique indique la largeur linéaire de la scène couverte à la distance choisie, utile pour comparer avec la zone physique à surveiller.

Exemple concret : système de lecture automatique des plaques d'immatriculation (ANPR) d'un parking

Le gestionnaire d'un centre commercial souhaite installer un système de reconnaissance automatique des plaques d'immatriculation (RAPI) à l'entrée de la voie unique. Cette voie mesure 3,5 m de large et la caméra sera fixée à 4 m de hauteur sur un poteau situé à 12 m de la ligne de lecture. Le véhicule doit rouler à une vitesse suffisamment lente pour être identifiable (environ 10 km/h ou moins), ce qui correspond à un temps d'exposition d'environ 1/250 s.

Commencez avec un appareil photo de 4 mégapixels (2 560 pixels horizontaux) équipé d'un capteur de 1/2,8 pouce. Pour lire correctement une plaque d'immatriculation européenne (520 mm de large), il vous faut au moins 250 pixels par minute (ppm) sur le plan de la plaque, soit environ 130 pixels sur sa largeur. Avec un objectif de 4 mm, le champ HFOV est d'environ 68°, et la largeur de la scène à 12 m est d'environ 16,2 m. Cela correspond à une résolution de 158 ppm pour les 2 560 pixels répartis sur 16,2 m, soit bien moins que les 250 ppm nécessaires.

Passez à un objectif de 8 mm. Le champ de vision horizontal HFOV chute à 37,4°, la largeur de la scène à 12 m atteint 8,1 m et la densité de pixels grimpe à 316 PPM, largement supérieure au seuil d'identification de 250 PPM. La couverture horizontale de 8,1 m englobe aisément la voie de 3,5 m, marge comprise. La distance oblique entre la hauteur de montage de 4 m et la ligne de lecture à 12 m est de √(4² + 12²) = 12,65 m. Ainsi, la densité de pixels effective au niveau du plan cible oblique est plus proche de 300, toujours bien au-dessus du seuil.

Un objectif de 12 mm offrirait une résolution de 474 pixels par minute (PPM), ce qui est excessif pour une voie unique et trop faible pour lire les plaques d'immatriculation si un véhicule s'arrête légèrement sur le côté. L'objectif de 8 mm est le choix idéal. Ce même calcul explique également pourquoi « n'importe quelle caméra de 4 mégapixels » est insuffisante : à 12 mètres, un objectif de 4 mm ne fournit tout simplement pas assez de pixels pour une lecture optimale de la plaque, quelles que soient les caractéristiques techniques présentées.

Erreurs courantes FOV

• Utiliser la fraction de pouce littérale comme largeur du capteur. Un capteur de 1/2,8" ne mesure pas 1/2,8 pouce (9 mm) de large, mais 5,4 mm. Utiliser une largeur incorrecte augmente la largeur de tous FOV de 30 à 60 % et rend toutes les estimations de distance trop optimistes.
• Citer HFOV alors que l'installation nécessite VFOV . Dans les couloirs et les couloirs, la couverture verticale est primordiale, pas horizontale. Il faut soit basculer en mode couloir, soit calculer explicitement le champ de vision vertical VFOV . La valeur HFOV par défaut indiquée dans la fiche technique est sans importance pour les applications sur l'axe vertical.
• En négligeant l'inclinaison et la plage de déformation. Une caméra placée à 4 m de hauteur et pointant vers une cible au sol située à 10 m a une portée oblique de 10,77 m et son emprise au sol est un trapèze, et non un rectangle. Le calcul simple FOV horizontal n'est exact que sur l'axe optique.
• Oublier le format d'image lorsqu'on mélange les formats 16:9 et 4:3. Un objectif de 4 mm sur un capteur 16:9 de 1/2,8" offre HFOV de 70° mais seulement un champ de vision vertical VFOV de 42°. Le même objectif sur un capteur 4:3 de diagonale équivalente offre HFOV de 64° et VFOV de 50°. L'utilisation de matériel différent selon les formats entraîne une couverture incohérente, même avec un objectif identique.
• Considérer FOV panoramique comme additif. Une caméra 360° à 4 capteurs n'offre pas 4 fois plus de pixels à distance ; elle offre une densité de pixels équivalente à celle d'un capteur unique à une distance donnée, simplement assemblée sur un angle d'azimut plus large. Utilisez une caméra panoramique pour la perception de l'environnement, et non pour l'identification à longue distance.

Références aux normes et à la conformité

• EN 62676-4:2015 — Guide d'application pour les systèmes de vidéosurveillance. Définit le cadre de densité de pixels DORI qui convertit FOV en catégories de performance opérationnelle. Calculatrice EN 62676-4 →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — La mise à jour internationale de 2025 qui introduit la densité de pixels en mode couloir (PPM_v) et des sous-niveaux sensibles à l'analyse AI .
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Métrique de cycles sur cible pour les capteurs thermiques, avec 1,5 / 6 / 12 cycles pour la détection / la reconnaissance / l'identification. Utilise des mesures angulaires plutôt que le nombre de pixels. Calculateur des critères de Johnson →
• NDAA Section 889 — Restriction américaine des achats d'équipements vidéo couverts auprès des fabricants répertoriés ; indépendante du calcul FOV , mais généralement une condition préalable à l'appel d'offres. Référence de conformité NDAA →
• IEC 61146-1 — Méthodes de mesure pour les caméras vidéo : définit les procédures formelles de mesure de la résolution, de la sensibilité et de la couverture angulaire au niveau du laboratoire.

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