WDR (Wide Dynamic Range) sur les caméras CCTV : fonctionnement et utilité

Dans de nombreuses applications de surveillance pratiques, l'intensité d'éclairage d'une scène peut varier excessivement. Les images capturées par des caméras standard présentent toujours un premier plan surexposé ou un arrière-plan trop sombre, en raison des limitations de sensibilité du capteur.

Au cours d'une journée, la situation évolue avec différentes zones de la scène devenant surexposées ou sous-exposées. La solution : une caméra à Grande Plage Dynamique (WDR - Wide Dynamic Range). Cet article explique le rôle du WDR sur les caméras CCTV et pourquoi vous pourriez en avoir besoin.

Qu'est-ce que le WDR sur les caméras de sécurité CCTV ?

La Plage Dynamique est la différence de niveaux de lumière dans une image, entre les zones les plus sombres et les plus lumineuses.

Par temps couvert avec peu de soleil et d'ombres, la plage dynamique est faible : pas de noirs profonds ni de zones extrêmement brillantes.

Par temps ensoleillé, avec des ombres marquées, l'écart entre les zones les plus claires et les plus sombres est important : c'est ce qu'on appelle une large plage dynamique (WDR), aussi connue sous le nom de HDR (High Dynamic Range).

Les caméras dotées de la technologie WDR possèdent des capteurs avancés capables de produire une plus large gamme de luminosité, leur permettant d'enregistrer avec une plus grande profondeur de lumière.

Outre l'enregistrement plus précis d'une plus large gamme d'éclairage, les caméras WDR ont deux autres méthodes pour équilibrer la lumière et améliorer l'image. Le mappage tonal (tone mapping) permet à la caméra ou au logiciel d'éclaircir automatiquement les zones sombres et d'assombrir les zones claires.

Alternativement, la caméra capture plusieurs prises de la même scène à différents niveaux d'exposition. Cela crée des images identiques surexposées et sous-exposées, que la caméra combine ensuite. Elle prélève les parties les mieux équilibrées de chaque image pour créer l'image finale. Cette méthode exige un capteur extrêmement rapide et sensible à la lumière, disponible uniquement sur les caméras professionnelles avancées.

Comment la Grande Plage Dynamique améliore-t-elle l'image ?

Les caméras WDR excellent dans de nombreuses situations d'éclairage délicates :

• Halls et showrooms avec de grandes fenêtres où le contraste entre lumière naturelle et artificielle crée zones claires et sombres.
• Enregistrement intérieur, où l'ouverture d'une porte peut rendre une personne et ses vêtements méconnaissables par contre-jour.
• Enregistrement nocturne, où un éclairage non-IR peut surexposer certaines zones tout en laissant d'autres dans l'obscurité.

Qu'est-ce que le DWDR (Digital Wide Dynamic Range) ?

Le DWDR est la réponse des fabricants pour proposer cette fonctionnalité à moindre coût. Il repose sur la puce de traitement plutôt que sur le capteur d'image pour fournir un effet WDR.

Bien qu'utile, surtout par rapport à l'absence totale de fonctionnalité similaire, le DWDR semble globalement inférieur au vrai WDR. Là où le WDR utilise la technologie Double Scan (double balayage), le DWDR utilise une manipulation numérique des pixels.

Il ajuste chaque pixel individuellement et calcule l'exposition en conséquence. C'est comparable à la différence entre zoom numérique et zoom optique : l'image originale modifiée est meilleure avant tout effet numérique. Cette technique a donc des limites.

On dit que le DWDR ne peut pas grand-chose pour les pixels très brillants, et se contente d'éclaircir les pixels sombres pour compenser les différences d'exposition.

Globalement, le DWDR compense l'absence de vrai WDR, ce dernier nécessitant des capteurs d'image plus coûteux à fabriquer.

True WDR / Real WDR / Super WDR

Face aux multiples appellations marketing, il est important de clarifier ces termes désignant la même fonctionnalité.

Le terme « True WDR » et ses variantes ne font référence qu'à une chose : le fabricant vous promet que la fonctionnalité WDR achetée performera selon les spécifications annoncées. Comme mentionné, les limitations du WDR dépendent du capteur d'image de la caméra.

Avec tant de fausses promesses sur le marché, les fabricants utilisent ces formulations pour vendre leurs produits en garantissant un vrai WDR de qualité, par opposition à l'alternative numérique de moindre qualité (DWDR).