Une caméra vidéo couleur avec enregistreur numérique

Elle enregistre cycliquement, dans une mémoire de forte capacité, les images qu’elle capte selon une périodicité paramétrée par l’usager. Grâce à une commande spécifique, elle peut sauvegarder et reproduire, sur le même moniteur que celui utilisé pour le visionnage normal, ce qui arrive avant et après un certain événement.


Un “mouchard” pour camion, autocar ou voiture ?
Pourquoi pas ? C’est en tout cas là, parmi tant d’autres, l’une des utilisations possibles de cette mini caméra vidéo avec enregistreur numérique incorporé. Par exemple, en cas d’accident, elle peut filmer le déroulement des événements en commençant deux minutes plus tôt et en continuant à enregistrer deux minutes encore après les faits. Imaginez que tous les automobilistes en soient équipés : les contentieux et autres disputes seraient pratiquement réduits à néant, avec, à la clé, une économie importante pour les compagnies d’assurances.
Vous devez vous demander si, en plus d’être numérique, notre caméra n’est pas aussi voyante extra-lucide ou devineresse puisqu’elle est en mesure d’enregistrer les phases précédant l’accident ! En réalité, la caméra met en oeuvre un enregistrement cyclique lequel, à tout moment, possède en mémoire les quatre minutes précédentes : si l’entrée d’un “trigger” (déclencheur), par exemple un interrupteur inertiel, est activée, l’enregistrement continue deux autres minutes, de façon à obtenir le film des deux minutes précédant et des deux suivant l’accident. Simple, non ?
En plus, le système d’enregistrement et la définition de l’image peuvent être programmés à volonté avec une souplesse à nulle autre pareille : par exemple, il est possible d’enregistrer jusqu’à 96 événements, bien sûr avec durées d’enregistrements plus courtes et qualité d’image inférieure.
C’est une vraie nouveauté dont les applications possibles sont encore toutes à découvrir et inventer. Les images sont enregistrées dans une mémoire SDRAM de 256 Mo : quand l’enregistrement occupe tout l’espace disponible, le dispositif en libère en effaçant les photogrammes déjà mémorisés, en commençant par les plus anciens.
Les images peuvent être mémorisées au format VGA, à 640 x 480 pixels, ou QVGA (mi-résolution) à 320 x 200 points. Dans tous les cas, les 256 Mo disponibles dans la mémoire permettent un maximum de 32 heures d’enregistrement, bien sûr en paramétrant comme il faut l’intervalle entre une prise de vues et la suivante.
Ce paramétrage et bien d’autres se font par un menu visible au format OSD (“On Screen Display”, affichage à l’écran) et donc visualisé directement sur le moniteur servant à voir les prises de vues : des touches spéciales à l’arrière de la caméra permettent à l’usager de se déplacer dans le menu et de sélectionner les options voulues.
Le tout tient dans un boîtier de 127 mm de long, optique comprise, de section carrée de 64 mm de côté : la caméra est pourvue d’une monture à vis pour la fixer facilement sur tout support standard intérieur ou extérieur. L’arrière, outre les touches, comporte une BNC femelle pour prélever le signal vidéo-composite (prise de vues plus éventuel OSD…), une prise pour l’alimentation et un interrupteur à glissière servant à choisir le mode de fonctionnement.
Du point de vue strictement électronique, la caméra est réalisée avec un CCD de 1/4” avec résolution maximum de 640 x 480 pixels. L’obturateur est géré électroniquement avec une vitesse maximale comprise entre 1/50 et 1/100 000e de seconde. La sensibilité est de 2 lux à une température de couleur de 5 600 °K. La logique de contrôle produit le signal vidéo-composite standard correspondant de 1 Vpp sur 75 ohms d’impédance. Le contrôle de gain prévu va de 0 à 18 dB.
L’alimentation doit être une tension continue de 12 V et à l’intérieur du boîtier se trouve une batterie de “back-up” (tampon) laquelle, en cas de coupure du secteur 230 V, permet de sauvegarder, pour une durée maximale de 10 heures, les données de la SDRAM ainsi que la date et l’heure du système : en effet, les prises de vues étant inscrites dans une mémoire dynamique, sans cela elles seraient effacées à la plus petite interruption du secteur.
En ce qui concerne les caractéristiques optiques, la caméra possède un objectif dont la longueur focale est de 1,95 mm et l’angle d’ouverture de 105°, ce qui suffit amplement pour effectuer des prises de vues dans la plupart des situations réelles.
Mises à part ces caractéristiques, voyons les modes possibles de fonctionnement de cette caméra, pouvant à bon droit être considérée comme un véritable enregistreur numérique. Ce n’est pas par hasard si elle comporte des commandes servant à enregistrer et reproduire des images ou des films.
Le dispositif peut enregistrer en mode continu : il mémorise et par conséquent reproduit jusqu’à 4 minutes de prise de vues en mode compressé M-JPEG.
Mais il peut aussi travailler “à l’événement”, en enregistrant autour de un ou plusieurs événements (jusqu’à un maximum de 96) signalés par l’extérieur au moyen d’un poussoir TRIG ou au moyen de la fermeture d’un contact relié au connecteur TRIG IN. A cette entrée peut être relié, par exemple, un interrupteur inertiel.

Figure 1 : Caractéristiques techniques.

Système .................... PAL
Capteur .................... 1/4” Progressive CCD Image sensor
Nombre de pixels ........... 640 (H) x 480 (V)
320 (H) x 240 (V)
Niveau de compression ...... Normal (environ 1/20)
Qualité supérieure (environ 1/10)
Fréquence horiz. ........... 15 625 kHz
Fréquence vert. ............ 50 Hz
Sensibilité ................ 2 Lux (F1.2) 5 600 °K
Optique - ouv. angulaire ... f = 1,95 mm - 105°
Rapport s/b ................ 52 dB min (AGC OFF)
Balance des blancs ......... Automatique
Gamme de balance ........... 2 200 - 15 000 °K
Iris ....................... Automatique
Vitesse obturateur ......... 1/50 à 1/100 000e de seconde
Sortie vidéo ............... 1 Vpp / 75 ohms
Gamma ...................... 0,45
Contrôle de gain............ 0 à 18 dB
Température de travail ..... –20 °C à 50 °C
Humidité relative .......... Max 85 % RH
Tension d’alimentation ..... DC 12 V ±1 V
Tension de back-up ......... DC 8,4 V ±10 % (typ.) to DC 6 V ±10 % (min.) / 50 mA (typ)
Autonomie back-up .......... Environ 10 heures
Durée d’enregistrement ..... 4 minutes en mode QVGA (Normal)
15 trames par seconde maximum - total 3 840 trames
Modalité “événement” ....... 2 minutes de film précédant l’événement,
2 minutes suivantes
Paramétrage déclencheur .... de 1 à 96 impulsions
Mémoire interne............. 256 Mo (4 minutes d’enregistrement en mode M-JPEG)
Contrôles .................. Panneau de contrôle/programmation au dos de la caméra
OSD......................... Visualisation de tous les paramétrages sur moniteur


L’enregistrement
C’est le mode le plus intéressant car il permet de mémoriser des moments particuliers de la prise de vues et de les revoir ensuite avec tout le calme requis, la phase de reproduction pouvant être articulée selon plusieurs modes : continu, ralenti ou image par image. Précisons avant tout que pour enregistrer avec la caméra il faut placer l’interrupteur MODE sur 1. Attention : le paramétrage de MODE est à effectuer toujours caméra non alimentée. Si on la met sous tension, le cycle de travail du mode paramétré commence et la caméra enregistre (REC1 s’affiche dans l’angle inférieur gauche du moniteur).
En absence de tout événement extérieur, l’enregistreur interne enregistre jusqu’au remplissage total de la mémoire, puis il recycle, c’est-à-dire efface les images les plus anciennes et les remplace par les nouvelles prises de vues. Si nous voulons sauvegarder un ou plusieurs événements afin de les regarder ensuite, il faut presser le poussoir TRIG ou fermer le contact éventuellement relié au connecteur TRIG IN : à chaque intervention la caméra sauvegarde et n’efface pas (jusqu’à ce que l’usager actionne la commande correspondante) les deux minutes précédentes et les deux suivantes. 96 événements au maximum sont enregistrables : au delà l’enregistrement s’arrête automatiquement.
La durée totale d’enregistrement dépend de la résolution avec laquelle on veut acquérir les images et de la vitesse, c’est-à-dire le nombre de trames (images) à enregistrer en une seconde : la durée minimale (4 minutes) correspond à une vitesse de 15 images par seconde en résolution QVGA normale (SQ), ce qui constitue une sauvegarde de 3 840 trames.
Le maximum correspond à 32 heures, obtenues en paramétrant 1 trame toutes les 30 secondes (mode QVGA normal).
Le paramétrage se fait au moyen de l’OSD.

Figure 2 : Les images.

Figure 2a : Une image numérique de notre labo mémorisée et reproduite en basse résolution.

Figure 2b : La même image mémorisée avec la résolution maximale : la différence est évidente.



Les formats disponibles pour la mémorisation des prises de vues sont au nombre de deux : QVGA et VGA. Le premier a une résolution de 320 x 200 pixels et le second de 640 x 480. Dans les deux cas, il est possible de choisir entre deux niveaux de compression : normal ou élevé. Bien sûr, plus le niveau de compression est haut plus l’image est de mauvaise qualité, mais en revanche il est possible d’enregistrer plus d’images. Le tableau indique pour chaque résolution et niveau de compression, outre le nombre d’images (trames) mémorisées par seconde (fps) ou les secondes entre la mémorisation d’une trame et la suivante (sec).

Note : fps signifie en anglais “frame per second” soit, en français, “trames par seconde”.

Figure 3 : OSD (“ON SCREEN MENU”).

Au moyen du menu OSD (visualisé sur moniteur) il est possible de paramétrer toutes les fonctions de la caméra numérique.
La photo et le dessin montrent comment se présente le menu.

La reproduction
Pour visualiser ce que la caméra a enregistré, il faut placer l’interrupteur sur 0, toujours après avoir coupé l’alimentation.
Une fois la caméra alimentée, le moniteur peut visualiser l’enregistrement : il suffit de presser sur la touche “PLAY” et les images ou le film apparaissent. Si l’on appuie sur les touches REC (UP) et PAUSE (DOWN), on peut avancer rapidement pour trouver la séquence ou l’image qui nous intéresse, pourvu que l’enregistrement ait été fait “à l’événement”. Si l’on relâche ces touches, le moniteur visualise, en fixe, l’image sur laquelle il s’est arrêté. On peut alors voir les images suivantes en appuyant sur FW ou les précédentes en appuyant sur BK.
En appuyant sur PAUSE la reproduction s’arrête momentanément. Notez que quand la reproduction est arrêtée on peut faire défiler une image à la fois, en avant en appuyant sur FW ou en arrière en appuyant sur BK. Si l’on réappuie sur PAUSE la reproduction reprend. Quand le film a été visionné et éventuellement enregistré sur cassette (avec un magnétoscope), on peut effacer la mémoire afin de préparer la caméra pour de nouveaux enregistrements.
La procédure consiste à appuyer tour à tour sur les touches CLR, BK, puis de nouveau sur CLR.

Figure 4 : Le panneau de contrôle arrière.

Au dos de la caméra se trouvent de nombreux poussoirs permettant l’utilisation de toutes les fonctions. Le plus important est l’interrupteur à glissière MODE, à actionner toujours après avoir coupé l’alimentation, l’état de cet interrupteur n’étant reconnu qu’au moment de la mise sous tension : la position 1 fait commencer l’enregistrement dès que la caméra est rallumée, la position 0 lance la reproduction (lecture de l’enregistrement).
TRIG est activé seulement en enregistrement et peut être relayé avec un poussoir externe relié au connecteur TRIG IN. MENU et CLR fonctionnent seulement en reproduction, avant que ne soit pressé PLAY, actif lui aussi en reproduction comme les quatre autres (flèches). Ceux-ci changent de fonction selon que l’on a pressé PLAY ou MENU.



Figure 5 : L’enregistrement des événements.

Selon le mode de fonctionnement paramétré, il est possible d’enregistrer de 1 à 96 séquences correspondant à autant d’impulsions du déclencheur (événements).
La durée des séquences dépend de la qualité d’image choisie et du nombre de trames (images) par seconde paramétré (fps). Si on se sert de l’appareil en voiture comme “mouchard”, on peut obtenir une séquence maximale de 4 minutes (deux avant et deux après l’événement) avec une bonne qualité d’enregistrement à la vitesse de 15 images (trames) par seconde.

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