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Caméras de surveillance :de l’analogique au numérique sur TCP/IP

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Caméras de surveillance :de l’analogique au numérique sur TCP/IP

les caméras dômes peuvent également être suspendues à des potences, à l’intérieur ou à l’extérieur. Cela élargit les possibilités de surveillance : selon l’emplacement de la potence, le mouvement Pan peut effectuer une rotation de 360 °. Un même appareil peut s’installer dans différentes configurations : murale, encastrée dans un faux plafond, suspendue à une potence, etc. (Doc. Philips.)

Avec le passage de l’analogique au numérique en réseau, un système de vidéosurveillance constitue une chaîne, dont les caméras deviennent un composant intelligent. Les routeurs, les logiciels, les stockages en réseau… accroissent la puissance des applications tout en diminuant leur coût.

De plus en plus souvent, la ­vidéosurveillance s’intègre dans les différentes techniques de sécurité et de gestion d’un bâtiment tertiaire. Particulièrement dans les grandes installations – qui peuvent totaliser plusieurs dizaines ou centaines de caméras de surveillance – il faut pouvoir analyser, interpréter et archiver les données visuelles, de la même manière que les données issues de la gestion technique du bâtiment (GTB) et le plus automatiquement possible. Les solutions de vidéosurveillance doivent donc être opérationnelles de jour comme de nuit, à l’intérieur du bâtiment et à l’extérieur sur ses proches abords. Dans le choix du matériel, les logiciels d’acquisition et d’analyse sont presque aussi importants que les caméras elles-mêmes. Tout doit être vu, interprété et enregistré : le bâtiment, les biens et objets de valeurs, les événements, les déplacements de personnes, etc.

Sur le terrain, la réalité de la base installée aujourd’hui, ce sont les caméras de surveillance analogiques avec toutes leurs technologies spécifiques : réseaux et câbles spéciaux, multiplexeurs pour rassembler les images de plusieurs caméras sur un même écran de surveillance, magnétoscopes pour archiver les images, etc. Les nouveaux développements indiquent un basculement vers des technologies numériques. Cette évolution porte sur la manière dont sont transportées, analysées et archivées les images capturées et sur la commande à distance des caméras. Cela gomme, par exemple, la spécificité des réseaux de vidéosurveillance qui partagent maintenant les mêmes ressources que l’informatique d’entreprise : réseaux Ethernet sous TCP/IP, archivage et serveurs numériques, logiciels et technologies internet, etc. Les caméras numériques sont raccordées directement à un réseau TCP/IP.

Fixe ou mobile : comment choisir

Avant de trancher entre option réseau TCP/IP ou solution analogique, il faut déjà choisir les caractéristiques physiques des caméras. Il en existe des fixes et des mobiles. Le mouvement d’une caméra est décrit par ses possibilités PTZ : Pan-Tilt-Zoom ou mouvement panoramique horizontal, mouvement vertical, variation de focale. On trouve donc des caméras fixes (rien ne bouge), Zoom (la ­caméra ne bouge pas, mais sa focale change), PT à focale fixe (mouvement horizontal vertical, focale fixe) et PTZ (mouvement horizontal vertical focale variable). Dans le cas des modèles Zoom, la variation de focale est déclenchée par un logiciel d’analyse d’image, par une alarme reçue et interprétée par la caméra ou manuellement par un opérateur. Les mouvements P et T obéissent aux ­mêmes règles de déclenchement que le zoom, plus éventuellement à une programmation qui oblige la caméra à balayer son champ de vision toutes les 3 minutes, par exemple.

Les caméras capables de mouvements P et T expriment leurs performances par l’amplitude des mouvements possibles : le plus souvent 105 à 110 ° de Tilt (mouvement vertical) et 360 ° de Pan (mouvement panoramique horizontal). La vitesse du ­mouvement s’exprime par le nombre de degrés de ­rotation parcourus par seconde et diffère selon qu’il s’agit d’un déplacement contrôlé par l’opérateur (1 à 100 °/seconde, selon le zoom) ou sur prépositionnement (de l’ordre de 200 °/seconde). Le prépositionnement est une programmation des caméras. Il concerne un, deux ou trois des mouvements PTZ. La caméra possède une position « normale » et se déplace vers une autre position préprogrammée, à réception ou détection d’une alarme. La caméra JVC TK-C215V12U, par exemple, est une caméra mini­dôme fixe avec un zoom 12x, une mémoire pour deux positions de focale différentes et un logiciel d’interprétation d’alarme embarqué. Le programme permet de choisir les deux positions de focale : le prépositionnement porte sur le Z de PTZ. À réception d’une alarme, la focale passe de la position normale (plan large d’un hall, par exemple), à la seconde position (ex : plan étroit sur une porte). La caméra mobile dôme jour/nuit CCDA1415-DN de ­Siemens est une caméra mobile PTZ qui possède 96 positions préprogrammables. Le poids de ces appareils n’est pas négligeable. Cette caméra est destinée à être fixée notamment en faux plafond capable de supporter les 4,5 kg de l’ensemble caméra dôme fixation. Parmi les critères de choix, la précision de l’image prime. Plusieurs éléments entrent en ligne de compte. La caméra est en noir et blanc, en couleur ou bien les deux. Le mode couleur permet une meilleure identification des personnes et des objets par éclairement standard.

Un fonctionnement possible jusqu’au noir total

En revanche, lorsque la luminosité baisse, le mode noir et blanc devient plus performant. Tous les constructeurs spécifient « l’illumination minimale » à partir de ­laquelle une caméra peut capturer des images exploitables. Une caméra jour-nuit très perfor­mante affiche une illumination mini­male de l’ordre de 0,004 Lux. Au-dessous de cette valeur d’éclairement ambiant, elle ne capture que des images inexploitables. Sur certains modèles, chez Siemens, Sony et Bosch notamment, une couronne de Leds infrarouges est ajoutée autour de l’objectif. Lors des prises de vues, elles éclairent l’objet à filmer d’une lumière infrarouge et capturent des images en N&B. Ce sont des caméras destinées à fonctionner dans le noir total, leur illumination minimale nécessaire est nulle. Une caméra couleur de résolution standard « jour » requiert une illumination minimale de l’ordre de 0,4 Lux, soit 100 fois plus que les meilleures caméras nuit. La qualité de l’image s’exprime aussi par sa résolution et sa profondeur de champ. La résolution peut être donnée en pixels par pouce carré (640 x 480) comme pour les écrans d’ordinateurs. Le plus souvent, elle est rendue par le nombre de lignes, par exemple : 625, 580 ou 480 lignes horizontales. Plus le nombre de lignes est élevé, meilleure est l’image.

La résolution est souvent décrite à travers la dimension de la diagonale du capteur CCD et à travers les performances du DSP (Digital Signal Processor) qui transforme les images capturées en signal numérique. Plus la diagonale du capteur est importante, meilleure est la résolution de l’image. Les diagonales des meilleures caméras de surveillance sont de 1/2’’ aujourd’hui. Les plus courantes commencent à 1/4’’. Le standard est 1/3’’. L’efficacité du DSP s’exprime par son codage : 10 bits, 16 bits, etc. Plus il est élevé, meilleure sera la qualité de l’image. La notion de profondeur de champ porte sur la netteté. Lorsqu’une image vidéo est capturée en faisant le point sur l’objet principal de l’image (une personne, par exemple), il existe une zone dans laquelle aussi bien les objets placés devant l’objet principal, que ceux qui se trouvent derrière lui, sont nets. Plus cette zone est étendue, plus la profondeur de champ est grande. Une très grande profondeur de champ donne des images vidéo nettes du premier plan à l’arrière-plan de l’image. L’actuel basculement de l’ana­logique vers le numérique pose le problème propre à toute transition. Pour l’extension des installations existantes, il s’agit de préserver les investissements, souvent considérables, réalisés en technologie analogique, tout en accédant aux bienfaits du numérique. Certains grands fabricants se sont penchés sur la question et proposent des matériels capables de se connecter aux deux univers. Pour préserver la base installée, tout en accédant aux nouvelles fonctionnalités sur IP, Sony a, par exemple, mis au point le serveur vidéo SNT-V704. Il préserve l’utilisation des caméras analogiques existantes (y compris des caméras dômes) et joue le rôle de passerelle, de serveur intelligent et de solutions de stockage IP.

Des prestataires fournissant des solutions globales

Doté de quatre entrées vidéo, de capacités de stockage supplémentaires, le SNT-V704 résout de nombreux problèmes liés à la migration vers les réseaux d’installations de vidéosurveillance existantes. Avec ses fonctions avancées, comme la détection de mouvement et le masquage dynamique, il intègre aussi de nombreux protocoles de dômes analogiques existants sur le marché, ce qui permet de le raccorder à la plupart des caméras dômes installées. Il peut envoyer jusqu’à 100 images par seconde en 640 x 480 sur le réseau. Il constitue une étape de transition simple vers les systèmes entièrement numériques. Chez Bosch, les nouveaux encodeurs vidéo VIP-X1 et X2, ainsi que le décodeur VIP-XD, introduisent une qualité et des fonctionnalités inédites dans la vidéosurveillance IP. Grâce à la technologie MPEG-4, qui tire le meilleur parti de la bande passante disponible, ces périphériques extrêmement compacts offrent une qualité d’image comparable à celle des DVD avec une résolution élevée. De plus, ils permettent d’intégrer facilement caméras et écrans analogiques (PAL et NTSC) existants et nouveaux systèmes IP.

L’arrivée des solutions sur TCP/IP ouvre de nouvelles perspectives de services, mais fait appel à des technologies informatiques beaucoup plus élaborées. Du côté des clients finaux, les entreprises choisissent plutôt des presta­taires capables d’offrir une solution globale et de prendre en charge l’aspect de plus en plus technique des processus.

Les industriels s’organisent pour répondre à cette attente. Depuis mi-2005, Sony vend plus de caméras de surveillance en réseau que de caméras ana­logiques. La plupart du temps, les ventes de caméras en réseau sont accompagnées du logiciel ­RealShot Manager. L’industriel a porté sa gamme de caméras en réseau de 3 à 12 modèles au cours des 9 derniers mois, tandis que le logiciel connaissait plusieurs mises à jour.

Fin 2004, Siemens a acheté Photo-Scan Plc, leader du marché britannique des installations de caméras de surveillance, ainsi que Chubb, fournisseur de solutions complètes. L’entreprise compte tirer le meilleur parti de sa maîtrise de l’informatique et des technologies de réseau pour offrir des solutions globales à ses clients partout en Europe. Bosch s’est associé à Phillips pour bénéficier d’une grande diversité de caméras en réseau, de stockages et de logiciels. Parmi les industriels, les offreurs de solutions ­globales grossissent et les plus grands noms mondiaux s’intéressent au marché : Sony, Siemens, Bosch, JVC, Panasonic, General Electric qui vient de conclure l’achat du suisse VisioWave, Schneider ­Electric avec l’achat de l’américain Integral Technologies, etc. Les deux grandes marques GTB du groupe Schneider Electric, Tac et Andover Controls, proposent des solutions intégrées de gestion de la sécurité : contrôle anti-­incendie, contrôle d’accès et vidéosurveillance à l’aide de ­caméras maison.

Les avantages des solutions sur TCP/IP

Les offres de caméras indivi­duelles, en réseau TCP/IP, dotées d’une puissance de traitement et embarquant un serveur http se multiplient et leur coût baisse. La présence du serveur web (http) embarqué permet des accès simultanés : elles sont consultables par plusieurs personnes en même temps, depuis un PC avec un navigateur internet et relié au réseau TCP/IP. Ces caméras gèrent les protocoles DHCP, Ppoe, etc. Certains modèles commencent à 150 e HT. Les deux caméras Network Camera 207 et 207W d’Axis sont un peu plus coûteuses – environ 250 e pour le modèle 207 et 285 e pour la version W sans fil – mais leurs capacités sont encore plus étendues. Elles diffusent des images en MPEG-4, comportent un microphone incorporé et diffusent le son en AAC, comme les iPods d’Apple. La version W gère les protocoles WPA et WPA2 – Wi-Fi Protected Access – qui évite en principe le piratage des données transmises sans fil. Elles supportent un nombre illimité de connexions en MPEG Multicast (partage de la bande passante), etc. Une infrastructure reposant intégralement sur le protocole TCP/IP offre aux fabricants, aux installateurs et aux utilisateurs finaux plusieurs avantages. Les principaux sont la réduction des coûts d’investissement et d’exploitation des réseaux de contrôle vidéo. Le coût des ­caméras IP est actuellement plus élevé que celui des caméras analogiques traditionnelles, en raison de la plus grande complexité et de « l’intelligence intégrée », mais cela est rapidement compensé par les avantages : elles permettent une commande à distance des fonctions de la caméra, notamment l’activation/désactivation, la mise au point, la sélection du mode d’obturation/d’exposition, le déplacement motorisé. Ces fonctionnalités sont toutes accessibles depuis le PC de l’utilisateur et peuvent déclencher et envoyer un signal d’alarme. Avec la caméra SNC-RZ25P de Sony, l’installation est simple à réaliser et plus efficace que les systèmes CCTV traditionnels. Cela est dû au fait que l’infrastructure de réseau est souvent déjà en place : plus ­besoin de câblage dédié à la caméra. Une fois la connexion réseau établie, les images peuvent facilement être diffusées sur le ­réseau par le serveur embarqué dans la ­caméra. Le format de compression MPEG-4 est particulièrement efficace pour diffuser des images sur des bandes passantes limitées. Pour obtenir des images fixes de meilleure qualité, on peut passer au format de compression JPEG. La SNC-RZ25P est également dotée d’une fonction PTZ, qui permet de contrôler les mouvements de la caméra et le zoom optique 18x, à partir d’un PC équipé d’un navigateur Web standard ou du logiciel de ­gestion.

Contrairement aux solutions traditionnelles, reposant sur du matériel classique et un câblage coaxial, les solutions de contrôle vidéo sur réseau IP sont par nature prévues pour répondre à des besoins évolutifs.

Comme la fonctionnalité des ­caméras et des systèmes de contrôle est ­définie dans le logiciel et non plus dans le matériel, il est possible de faire évoluer une installation très rapidement, sans nécessité de remplacer le matériel. Agrandir un réseau IP est simple et rentable. Il suffit d’ajouter à tout moment des caméras supplémentaires et de l’espace de stockage sur serveur en fonction des besoins grandissants.

S’il s’agit d’une installation ­nouvelle, de la construction d’un immeuble de bureaux, on ne fait plus désormais appel qu’à une seule technologie pour la vidéosurveillance, la GTB et l’informatique d’entreprise. En additionnant le coût total des caméras, des composants d’installation, de câblage réseau, de contrôle et de stockage, la surveillance vidéo en réseau IP peut s’avérer bien moins coûteuse que les solutions classiques. N’importe quel PC relié au réseau est utilisable pour visionner les images, gérer le système et commander les fonctions de la caméra, sur site et hors site.

Marque S.L. Caméras en réseau Caméras analogiques Serveurs vidéo Stockage Autres produits matériels Logiciels
Axis 522 Caméra Axis 212 PTZ , sans mouvement mécanique : le champ de vision panoramique de 140° est affiché en permanence. Pour la surveillance de locaux intérieurs de moins de 150 m². Deux caméras avec connexion radio HF Axis 207 W et 207 MW. 6 modèles de 1 à 4 voies. Axis Camera Station : surveillance, enregistrement, gestion des événements.
Bosch 523 Caméras Phillips-Bosch, dont les caméras AutoDome avec objectifs pivotant à 360 °, zooms pour une image nette, agrandie jusqu’à 25 fois. Fonction AutoTrack pour suivre de manière autonome des cibles en mouvement. Caméras DinionXF avec DSP 15 bits pour la conversion analogique/numérique, fonctionnement de nuit. Caméra et serveurs réseau ethernet NetCam2 NetServer et NetDVR. Encodeurs vidéo VIP-X1 et X2, décodeur VIP-XD technologie.MPEG-4 pour intégrer des caméras analogiques à un réseau TCP/IP. Enregistreur numérique EAZEO (image et son) 160 Go, connexion Ethernet. Enregistreurs numeriques polyvalents Divar jusqu’à 600 Go permettant de commander et d’afficher les images de 16 caméras. Logiciel « Centre de contrôle » pour l’accès à distance à plusieursExtension Divar, pour gestion jusqu’à 256 caméras de vidéosurveillance. NC NC
Honeywell 524 Deux caméras couleurs dôme PTZ : HD3VC4SHRX haute résolution et HD3VC4SAX résolution standard. Gamme PTZ HD6 à zoom de 3,8 à 87,4 mm.
Iview Cameras 525 Distribue les matériels Sony, Trust, Panasonic, Axis, Linudix, Mobotix et Pixord Plus de 70 solutions différentes de 150 à 3 500 €, sans fil ou sur câbles coaxiaux. Serveurs Axis, Pixord 2 à 4 canaux NC IView 4 Camera USB DVR (EZ120) un enregistreur pour 4 caméras analogiques simultanément Milestone XPB 16 canaux, pilotage et enregistrement pour caméras IP. Netcam Watcher Professional Management ­System pour la supervision de caméras IP issues de différents fabricants.
Panasonic 526 Quatre types de caméras en réseau, dont des solutions hybrides analogiques/IP avec à la fois une connexion coaxiale et une prise pour câble Ethernet 10Base-T/100Base-TX. Six familles de caméras analogiques, dont les dômes WV-CW864A, résistant au vandalisme Panasonic WJ-GXE900 WJ-GXD900 MPEG2 codeur-décodeur pour l’interface entre des caméras (jusqu’à 9) analogiques et le réseau TCP/IP. NC NC Panasonic Unlimited Channels Recording software for ­Panasonic IP Cameras £ 407.00 (inc VAT and FREE delivery)Panasonic Network Recorder software pour la gestion des images d’un nombre illimité de caméras IP Panasonic.
Sanyo 527 16 modèles de caméras IP, dont la caméra VCC-WB4000 jour-nuit, avec slot pour carte PCMIA afin d’ajouter une fonctionnalité supplémentaire (stockage local ou fonction Wi-Fi), résolution d’image de 410 000 pixels, illumination minimum de 0,03 Lux, 30 images/seconde, détecteur de mouvement embarqué, etc. 23 familles de caméras analogiques, dont la caméra couleur VCC-3954 avec une résolution horizontale de 330 lignes, une illumination minimum de 0,5 Lux. Serveur DSR-3009, enregistreur pour caméras vidéo analogiques avec multiplexeur 9 canaux embarqué, stockage de 80 à 160 GB, extensible à 960 Go par bus SCSI, serveur Web embarqué. Six gammes d’enregistreurs numériques, dont le DSR-300R (résolution horizontale de 520 lignes, taux de 60 images/secondes) à disques durs extractibles à chaud de 80 à 300 Go. Enregistreurs analogiques sur bandes avec 24 ou 72 heures de capacité en continu et jusqu’à 960 heures en cas de déclenchement sur alarme VA-SW5000 CCTV Management Software pilote jusqu’à 256 stockages numériques et 4 096 caméras en réseau
Siemens 528 Intégration des caméras en réseau à la GTB et au contrôle d’accès sur Ethernet en TCP/IP. 3 familles de caméras fixes couleur, 3 fixes en noir et blanc, une fixe anti-vandalisme, 3 caméras fixes dôme, etc. NC Gamme étendue d’enregistreurs numériques et toutes les solutions de gestion des réseaux TCP/IP (routeurs, etc.). VQD100-RT et VQD300-RT quadraplexeurs pour petits systèmes de vidéosurveillance de4 caméras Logiciel de configuration de réseaux TCP/IP. Outils de supervision, capables de gérer également la vidéosurveillance.
Sony 529 12 familles différentes, dont SNC-CS3P caméras vidéo pour réseau avec objectif varifocal, serveur Web intégré et fonctionnalités avancées de détection d’activité et de déclenchement d’alarmes. 22 familles de caméras analogiques de toutes formes et résolutions, dont la SSC-CD73VP, dotée d ’une fonction jour/nuit automatique. Serveurs vidéo IP pour la connexion de 1 à 16 caméras vidéo analogiques à un réseau informatique Sept solutions, dont les serveurs cache HNF FSV-CS5. Jusqu’à 8 serveurs cache peuvent être connectés au serveur principal HNF par Ethernet Gigabit. Multiplexeurs pour l’enregistrement et l’affichage de plusieurs signaux vidéo à la fois. Logiciel de gestion RealShot Manager pour accroître les ­capacités des systèmes de surveillance IP existants en ajoutant rapidement et à bas coût des caméras et des serveurs IP. Logiciels de vidéosurveillance MZRS-301M à 332M pour 1 à 32 caméras.
VisioWave (General Electric) 530 Solutions de raccordement en réseau pour caméras IP. Composant pour serveurs IP et coaxiaux. Gamme d’archivage en réseau. Adaptateurs vidéo, Cartes PCI pour PC et automates pour capturer, traiter et archiver les données vidéo. La plate-forme Visiowave de vidéo numérique pour la sécurité fonctionne avec la technologie Autofocus de Survision, ­spécialiste du traitement d’image pour la sécurité.

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