Utilisation des caméras thermiques dans la pratique

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Fabrice Laperrière
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1 Utilisation des caméras thermiques dans la pratique Considérations Générales Daniel Convers

2 Agenda > Concepts de base des caméras thermiques > Portée et Mythes > Principes d'optimisation

3 Concepts de base des caméras thermiques Portée et mythes

4 Technologies: Camera IR ou Thermique > La Camera Infra rouge est une caméra optique classique avec une grande sensibilité a la lumière munie d un filtre a infrarouges escamotable automatiquement, capable de rendre la lumière infrarouge visible. > La Caméra thermique est un senseur qui va mesurer les différences de température ou l émissivité de chaque corps ou élément pour les traduire en une image représentative.

5 Deux buts différents > La technique de l imagerie thermique consiste à obtenir, de nuit comme de jour, une représentation visible du rayonnement propre des être animés et des objets, dû à leur différence de température ou d émissivité. > La camera thermique > Détecte > La camera infra rouge > Identifie

propre des être animés et des objets, dû à leur différence de température

6 AXIS Q87-E Détection, zoom avant, identification Détection avec caméra thermique (AXIS Q1921/Q1922) Zoom avant et identification avec la caméra visuelle (AXIS Q1755) Elles sont complementaires

7 Deux longueurs d onde, deux utilisations

8 Concepts de base des caméras thermiques : principe de fonctionnement Caméra optique Source lumineuse Caméra Quantiques (photoémissifs, photoconducteurs, photovoltaïques) : créations de charges par interaction lumière matière L'objet réfléchit une partie de la lumière en fonction de sa surface, etc. Caméra thermique Caméra thermique Thermiques (thermocouples, bolomètres, pyroélectriques) : flux absorbé - variation de température - signal électrique Tous les objets au-dessus du zéro absolu émettent un rayonnement thermique

partie de la lumière en fonction de sa surface, etc.

9 Caméra Thermographique contre Caméra thermique Camera Thermographique > Caméras à calibration fixe (mesure absolue) > Affectation d'une couleur exacte pour une température précise > Detection des differences de temperature (surimpression) > P.ex dans le bâtiment( isolation, ponts de froid) Camera Thermique Quelle: wikipedia.org > Calibrage dynamique (mesure relative) > plus de contrast possible (meilleur qualité d image) > Détection d objets ou sujets (identification) > Sécurité (analytique p. ex Cross line, VMD, protection de la vie privée)

ex dans le bâtiment( isolation, ponts de froid) Camera Thermique Quelle: wikipedia.

10 Concepts de base des caméras thermiques : Traitement de l'image Le rayonnement infrarouge (Rayonnement thermique) Objectif en Germanium ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Detecteur infrarouge (Mikrobolometre) Représentation graphique en couleurs assignés selon la temperature - Le traitement des données de l'image - Compression vidéo (H.264 / Motion JPEG) - possibilité d analytique vidéo embarque (p. ex CrossLine Detection, VMD)

graphique en couleurs assignés selon la temperature - Le traitement des données de l'image -

11 Concepts de base des caméras thermiques : représentation de l'image > Les caméras thermiques fournissent une image en niveaux de gris avec 256 niveaux, qui est convertie en une image en fausses couleurs avec 9 différentes palettes a choix afin d'offrir une meilleure représentation de la température. > Pour l analytique vidéo ce sont les images «Black Hot»les plus indiquées.

fausses couleurs avec 9 différentes palettes a choix afin d'offrir une meilleure

12 Concepts de base des caméras thermiques : plage de longueurs d'onde > Pour les caméras thermiques, c'est la plage LWIR (Long Wave Infrared) qui est importante : ~ 8 12 µm Source : wikipedia.org

13 Avantages et complémentarité > La camera thermique ne peut être éblouie ni par les phares ni le soleil > La même qualité de jour comme de nuit. > Rends des couleurs le jour et une excellente qualité la nuit grâce aux IR > Rend l identification plus facile, grande quantité de détails nécessaires du point de vue légal (forensic)

> Rends des couleurs le jour et une excellente qualité la nuit grâce aux IR >

14 Mythes > > Portée On peut Mythes voir a travers un mur? > On peut voir sous les habits? > Selon la température basal et la mase de l'objet, il devient presque transparent parce que ce que on voit c est la représentation graphique de la différence de températures. > On ne peut pas voir a travers une fenêtre.

> Selon la température basal et la mase de l'objet, il devient presque

15 La portée; Critères de Johnson > Nés du domaine militaire, conditions à remplir pour qu un observateur puisse identifier des objectifs dans différentes conditions. > Basés sur un observateur humain formé Pas uniquement pour algorithmes d'analyse vidéo > Trois catégories Détection (1,5 pixel par objet) Reconnaissance (6 pixel par objet)(regle pour analytique) Identification (12 pixel par objet) > Un homme est défini par 1,8 m x 0,5 m Taille d'objet critique 0,75 m (objet en mouvement, par exemple soldat) Détection 1,5 pixel par objet Reconnaissance 6 pixels par objet Identification 12 pixels par objet

> Basés sur un observateur humain formé Pas uniquement pour algorithmes d'analyse vidéo > Trois catégories Détection (1,5 pixel par objet)

16 Portée de reconnaissance selon les critères de Johnson (6 0,75 m) Modèle Distance Angle Les plages de reconnaissance font référence aux critères R. focale [mm] horizontal de Johnson [m] - 6 pixels à 0,75 m par objet AXIS Q1910/-E AXIS Q1921/-E AXIS Q1921-E AXIS Q1922/-E AXIS Q1922-E

focale [mm] horizontal de Johnson [m] - 6 pixels à 0,75 m par objet AXIS Q1910/-E 13 17 65 200 AXIS

17 Qualité d'image et possibilité de vérification (Analytique vidéo) > Lors de l'observation visuelle, une résolution plus élevée offre une meilleure qualité d'image et plus de possibilités de vérification Q1910-E Q1922-E

une résolution plus élevée offre une meilleure qualité

18 Réduction de la portée due aux conditions climatiques > La pluie, la neige et le brouillard peuvent réduire la portée utile des caméras thermiques > La classification de la pluie, de la neige et du brouillard est très difficile dans la pratique > Il n'existe pour ainsi dire pas de valeurs locales relatives à la pluie, à la neige et au brouillard > L'influence des conditions climatiques doit toujours être mise en rapport avec l'objectif en termes de sécurité et le concept de protection

pratique > Il n'existe pour ainsi dire pas de valeurs locales relatives à la pluie, à la neige et au brouillard >

19 24/7 Détection dans situations difficiles > Détection la nuit Nul besoin d'éclairage supplémentaire > Détection de jour Fortes reflections ou lumières éblouissantes Zones d ombre > Autres facteurs La pluie La neige Le brouillardl La fumée

jour Fortes reflections ou lumières éblouissantes Zones d

20 Exemple : périmètre, Q1922-E 35 mm, homme à 200 m Froid avec bonne visibilité Neige avec visibilité réduite

21 Exemple : périmètre, Q1922-E 60 mm, homme à 250 m Froid avec bonne visibilité Neige avec visibilité réduite

22 Portée par rapport à la zone de couverture > Zone de couverture de Q1921-E 60 mm pour une hauteur de montage de 6 m Hauteur de montage Angle d'ouverture Angle d'inclinaison

23 Portée par rapport à la zone de couverture > Zone de couverture de Q1921-E 60 mm pour une hauteur de montage de 6 m Distance clôture/caméra max. 3,5 m Distance de la caméra résultante

24 Conclusions relatives à l'observation de la portée Plus la distance est élevée, plus l'observation de la portée est complexe > Les conditions climatiques peuvent réduire les portées > Les portées doivent toujours être fixées en rapport avec l'objectif en termes de protection Qu'est-ce qui doit être protégé, et quel est le niveau de criticité de l'objet à protéger? > L'analyse vidéo peut entraîner des exigences variables L'analyse vidéo suppose des rapports de formats donnés Les vecteurs de mouvement peuvent avoir un impact sur l'analyse Une résolution plus élevée n'est pas nécessairement indispensable > Les caméras thermiques à haute résolution se définissent par leur qualité d'image Utile pour la vérification (l'observateur peut p.ex. faire la distinction entre un homme/un animal) > Le cas échéant, une installation test doit être réalisée sur place

25 Principes d'optimisation

26 Optimisation du contraste > Il faut éviter que le ciel apparaisse dans l image > Le cas échéant utiliser une fenêtre d'exposition pour exclure le ciel > Il faut éviter les différences de température élevées dans l image > Le cas échéant utiliser une fenêtre d'exposition pour exclure les zones à différences de température élevées

27 Optimisation du contraste par les réglages de la caméra (luminosité) > Une valeur inférieure assombrit l image et permet de voir plus de détails dans les zones claires > Une valeur supérieure éclaircit l image et permet de voir plus de détails dans les zones sombres > Doit le cas échéant être adapté à l'application Réglage par défaut luminosité 50 % Luminosité inférieure

28 Optimisation du contraste par la fenêtre d'exposition > L'AGC n'est optimisé que dans la zone d'exposition utilisée et pas dans l'image globale > Exemples d'utilisation de la même zone d'exposition définie par l'utilisateur dans deux zones différentes de l'image.

29 Optimisation du contraste par la fenêtre d'exposition Sans fenêtre d'exposition Avec fenêtre d'exposition

30 3. NETD NETD Noise Equivalent Temperature Difference What temperature difference that can be detected = Sensitivity INTERNAL USE ONLY

31 Mentions légales - Politique de confidentialité Le manque de représentation des traits de personnalité (identification) des caméras thermiques fait quelles ne sont pas concernes par la loi sur la protection de la vie privée. Cependant, il est toujours conseillé de demander des garanties juridiques dans ce contexte, ou des conseils d'exploitation ou du personnel d'implique

32 Conclusions > Detection > Grande portée, ne peut être éblouie > Même qualité d'image de jour comme de nuit > Complément d'une surveillance avec des cameras Optiques IR (Dôme PTZ) > Respect de la vie privée = ne peut pas voir a travers les fenêtres, ne peut pas représenter les trais physiques propres a l'identification.

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