Les caméras Web, leur objectif et leurs fonctionnalités d'application ont été discutés à plusieurs reprises dans notre magazine. Le dernier article de synthèse - « Les caméras Web dans les réseaux du World Wide Web » de Yu. Semko - a été publié dans le numéro 2'2002. Cependant, depuis lors, des changements majeurs sont survenus sur ce marché.

Premièrement, l'interface USB 2.0 haut débit s'est généralisée, ce qui a permis d'augmenter la vitesse de transfert des images et d'augmenter son format. En effet, même si l'objectif principal des caméras Web est le marché des communications (transmission d'informations vidéo sur des canaux de communication à faible débit, par exemple à l'aide d'un modem), ce qui impose des restrictions strictes sur le flux d'informations, et donc sur la le format et le degré de compression de l'image, à partir d'une qualité supérieure en utilisant le matériel source, produit toujours un résultat plus acceptable.

Deuxièmement, le développement rapide des technologies sans fil a donné lieu à la création de toute une famille de caméras Web sans fil. Parmi les dernières nouveautés apparues en vente, on peut noter la caméra Web Bluetooth sans fil QuickCam sans fil de Logitech (http://www.logitech.com/). Elle est équipée d'un capteur CMOS (comme toutes les autres caméras Web), mais sa résolution est légèrement supérieure à l'habituelle (510S492). Comme connexion alternative, l'interface USB 2.0 peut être utilisée. Bien sûr, les caméras sans fil restent assez chères - le prix Logitech QuickCam sans fil est supérieur à 200 $, soit près de 10 fois plus cher que les caméras Web les moins chères, dont l'image est transmise par fil.

Troisièmement, l'année dernière, un grand nombre de nouveaux fabricants de caméras Web sont apparus et la gamme de modèles, de formes et de types d'appareils s'est considérablement élargie. Logitech et Intel sont toujours considérés comme les leaders reconnus dans la production de caméras Web, suivis par des sociétés aussi connues que Genius, Creative, Philips, Kodak, etc.

Quatrièmement, un grand nombre d'appareils combinés sont apparus avec les fonctions d'une caméra, d'une caméra vidéo et d'un magnétophone portable, ainsi qu'une caméra Web avec la capacité de fonctionner de manière autonome en modes caméra et caméra vidéo.

Et la dernière chose à noter est la transformation finale de la caméra Web d'un jouet amusant en un outil entièrement fonctionnel et utile.

Équipement de caméras Web modernes

De nombreuses caméras Web modernes ont des caractéristiques fonctionnelles similaires et ne diffèrent que par leur conception et leurs logiciels inclus dans le package.

Par exemple, une webcam Genius WebCAM Live typique comprend :

• câble de connexion à l'interface USB ;
• microphone à distance avec clip à attacher aux vêtements ;
• support de table;
• jeu de piles pour un fonctionnement hors ligne.

En plus des pilotes, le CD contient les logiciels supplémentaires suivants :

• ArcSoft PhotoImpression est un programme de retouche photo. Il contient de nombreux outils, ainsi que des modèles de photos utiles et amusants ;
• ArcSoft VideoImpression est un logiciel de montage vidéo facile à utiliser ;
• ArcSoft PhotoBase est un catalogueur de fichiers multimédia. Avec son aide, vous pouvez créer des albums de fichiers graphiques, vidéo, sonores et autres ;
• ArcSoft FunHouse est un programme amusant pour éditer et éditer des images.

Le progiciel pour les caméras Creative comprend des applications de panoramique circulaire et d'enregistrement vidéo interactif, un utilitaire WebCam avec un programme d'enregistrement de mouvement, le programme Oozic Player de Creative pour visualiser de la musique et une suite de programmes Ulead pour éditer des informations photo et vidéo.

D'autres caméras Web sont équipées de la même manière. Un ensemble de logiciels vous permet de commencer immédiatement à travailler pleinement avec la caméra et d'obtenir des résultats immédiatement.

Une méthode d'application assez courante est un scanner

Si vous n'avez pas accès à Internet, une webcam peut quand même vous être utile. Avec son aide, vous pouvez rapidement « numériser » une image ou un texte, et le texte peut même être ensuite « reconnu » et enregistré sous forme alphanumérique. Il suffit de sélectionner une surface plane, de bien éclairer l'objet et de cliquer sur le bouton correspondant dans le programme simple fourni avec la caméra. Cette méthode de « numérisation » est particulièrement pertinente pour les objets grand format qui ne peuvent pas être placés sur un scanner à plat ordinaire.

Une façon très courante de communiquer

Si vous avez accès à Internet, alors sous Windows 98/Me/2000/XP vous pouvez utiliser des programmes standards comme Windows Messenger ou NetMeeting et communiquer avec votre interlocuteur à l'autre bout du monde, en voyant son image (parfois cependant, avec un grand retard). Si la vitesse de communication est très mauvaise, vous pouvez alors prendre automatiquement des photos de vos interlocuteurs à des intervalles prédéterminés, après quoi l'image sera automatiquement envoyée et reçue de la personne avec laquelle vous communiquez. Même avec nos vitesses de communication et notre résolution d'image plus ou moins modeste, il est possible de garantir que votre interlocuteur reçoive au moins 5 à 10 photos fraîches par minute.

De la même manière, vous pouvez organiser une vidéoconférence avec un groupe de personnes distantes (même si dans ce cas, vous aurez peut-être besoin d'un logiciel spécial).

Méthode d'espionnage et/ou de sécurité - systèmes de surveillance

C'est cette option qui est devenue la plus répandue et est même devenue associée au concept même de « Web caméra ». Avec ce mode d'utilisation, une séquence vidéo ou des images individuelles de la caméra vous sont soit envoyées à une adresse prédéterminée, soit enregistrées sur un support, soit simplement publiées sur une page Web avec des mises à jour automatiques à intervalles réguliers. Il existe même des caméras capables de réagir au mouvement (cependant, un capteur de mouvement peut être implémenté dans un logiciel sur un ordinateur et conçu pour enregistrer uniquement l'image changeante de la caméra).

En principe, les systèmes de sécurité et de vidéosurveillance sont des produits sérieux et coûteux dotés d'un logiciel spécial, mais un semblant d'un tel système peut être assemblé indépendamment. De plus, le système enregistrera non seulement les images à certains intervalles dans les archives sur le disque dur, mais ne le fera que lorsque le capteur de mouvement remarquera un désordre dans la zone protégée.

Actuellement, la direction des systèmes de vidéosurveillance numérique se développe rapidement (la base de beaucoup d'entre eux est un ordinateur ordinaire), qui, selon toutes les prévisions, supplantera bientôt les systèmes analogiques. Les systèmes de vidéosurveillance numérique, par rapport aux systèmes analogiques, présentent de nombreux avantages :

• Les informations sont enregistrées sur un support numérique (HDD, CD-RW, etc.) et sur un disque dur ordinaire qui coûte environ 100 $, vous pouvez enregistrer des informations vidéo compressées avec une qualité acceptable qui ont été enregistrées pendant près d'un mois, et le rapport capacité/coût le ratio des médias est en augmentation constante (2 à 3 fois par an). Les enregistrements sur disques peuvent être équipés d'un système de recherche pratique et il n'y a aucun problème de rembobinage du support ;
• la vitesse élevée des processeurs modernes permet d'implémenter des dispositifs tels qu'un détecteur de mouvement dans un logiciel, grâce auquel le système de vidéosurveillance numérique dispose de nombreuses fonctions utiles (par exemple, une réponse à un certain déclenchement d'un capteur, d'un détecteur de mouvement, etc. .); si vous le souhaitez, vous pouvez même modifier la logique du comportement du système ;
• le système s'intègre facilement aux réseaux numériques modernes ou à Internet, ce qui permet de visualiser certaines caméras sur différents ordinateurs distants ;
• et enfin, le traitement des informations vidéo est grandement simplifié - par exemple, traiter une image fixe afin d'améliorer la qualité de l'image (visage d'un attaquant, etc.) et l'imprimer séquentiellement sur une imprimante standard.

Actuellement, il existe un grand nombre de systèmes de vidéosurveillance numériques professionnels qui résolvent différents problèmes et, par conséquent, ont des capacités et des prix différents, mais un système entièrement fonctionnel peut être mis en œuvre sur des caméras Web bon marché dotées d'une interface USB (d'autant plus qu'aujourd'hui le nombre de Les connecteurs USB sur les cartes mères atteignent jusqu'à 6-8). Par exemple, le programme inclus avec la WebCam de Creative vous permet de transformer votre ordinateur en un simple système de sécurité qui commence à capturer des images lorsqu'il détecte des changements dans le cadre (la sensibilité au mouvement est facilement ajustée). Vous pouvez régler l'appareil photo pour que l'ordinateur émette un bip lorsqu'un objet se déplace dans le cadre. L'alarme et l'image peuvent être automatiquement transmises par courrier électronique ou par diffusion vidéo sur un site Web.

Une webcam moderne est un appareil numérique qui enregistre une vidéo, convertit un signal vidéo analogique en signal numérique, compresse un signal vidéo numérique et transmet des images vidéo sur un réseau informatique. Par conséquent, la webcam comprend les composants suivants :

• matrice CCD,
• lentille,
• filtre optique,
• carte de capture vidéo,
• unité de compression vidéo,
• processeur central et serveur web intégré,
• mémoire flash,
• interface réseau
• ports série,
• entrées/sorties d'alarme.

Il est utilisé comme photodétecteur dans la plupart des caméras Web. Matrice CCD (CCD, CCD - dispositif à couplage de charge) - une plaque semi-conductrice photosensible rectangulaire avec un rapport hauteur/largeur de 3 : 4, qui convertit la lumière incidente sur elle en un signal électrique. La matrice CCD est constituée d'un grand nombre de cellules photosensibles. Afin d'augmenter la sensibilité à la lumière d'une matrice CCD, une structure est souvent formée qui crée une microlentille devant chacune des cellules. Les paramètres techniques d'une webcam indiquent généralement le format de la matrice CCD (longueur diagonale de la matrice en pouces), le nombre de pixels effectifs, le type de balayage (entrelacé ou entrelacé) et la sensibilité.

Lentille est un système d'objectif conçu pour projeter l'image d'un objet d'observation sur l'élément sensible à la lumière d'une webcam. L'objectif fait partie intégrante de la webcam, la qualité de l'image vidéo reçue par la webcam dépend donc de sa sélection et de son installation correctes. Très souvent, une webcam est livrée avec un objectif. Les objectifs sont caractérisés par un certain nombre de paramètres importants, tels que la distance focale, l'ouverture relative (F), la profondeur de champ, le type de monture (C, CS), le format.

Filtres optiques anti-infrarouge, qui sont installés dans les webcams, sont des plaques planes parallèles optiquement précises montées au-dessus de la matrice CCD. Ils fonctionnent comme des filtres optiques passe-bas avec une fréquence de coupure d'environ 700 nm, proche du rouge. Ils coupent la composante infrarouge des ondes lumineuses, offrant ainsi à la webcam une reproduction correcte des couleurs. Cependant, de nombreuses webcams en noir et blanc ne disposent pas de tels filtres, c'est pourquoi les webcams monochromes ont une sensibilité plus élevée.

Carte de capture vidéo La webcam (unité de numérisation) convertit le signal électrique analogique généré par la matrice CCD en format numérique. Le processus de conversion du signal comprend trois étapes :

• Échantillonnage,
• Quantification
• Codage.

Échantillonnage– lecture de l'amplitude du signal électrique à intervalles réguliers (période). Cette étape de conversion du signal est caractérisée par la fréquence d'échantillonnage.

Quantification est le processus de présentation des résultats d’échantillonnage sous forme numérique. L'évolution du niveau du signal électrique sur la période d'échantillonnage est représentée par un mot de code de 8, 10 ou 12 bits, qui donnent respectivement 256, 1024 et 4096 niveaux de quantification. La précision de la représentation du signal sous forme numérique dépend du nombre de niveaux de quantification.

Codage. En plus des informations sur les changements de niveau de signal obtenues à l'étape précédente, le processus de codage génère des bits indiquant la fin de l'impulsion d'horloge et le début d'une nouvelle trame, ainsi que des bits supplémentaires de protection contre les erreurs.

Bloc de compression les webcams compressent le signal vidéo numérisé dans l'un des formats de compression (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Grâce à la compression, la taille de l'image vidéo est réduite. Ceci est nécessaire pour stocker et transmettre de la vidéo sur le réseau.

CPU est le cœur de calcul de la webcam. Il effectue des opérations de sortie d'images vidéo numérisées et compressées, et est également responsable de l'exécution des fonctions d'un serveur Web intégré et d'un programme de contrôle des caméras Web.

Interface pour Ethernet sert à connecter la webcam à un réseau Ethernet 10/100 Mbit/s.

Pour travailler sur le réseau, la webcam peut avoir port série pour connecter un modem et travailler en mode commuté en l'absence de réseau local. Vous pouvez également connecter des équipements périphériques à la webcam via le port série.

Carte mémoire flash vous permet de mettre à jour les programmes de contrôle de webcam et de stocker des pages HTML personnalisées.

RAM sert à stocker les données temporaires générées lors de l'exécution de programmes de contrôle et de scripts utilisateur. De nombreuses caméras Internet disposent d'un tampon vidéo. Il s'agit d'une partie de la RAM réservée à l'enregistrement et au stockage temporaire des images vidéo capturées par la webcam.

Entrées/sorties d'alarme sont utilisés pour connecter des capteurs d’alarme à la webcam. Lorsqu'un des capteurs est déclenché, un signal d'alarme est généré, à la suite duquel le processeur de la webcam compose un ensemble d'images enregistrées dans le tampon vidéo avant, après et au moment de l'alarme. Cet ensemble de cadres peut être envoyé à une adresse e-mail spécifiée ou via FTP.

Aujourd'hui, l'installation d'une webcam même sur un ancien ordinateur élargit considérablement les possibilités de communication entre les personnes, mais pour la commodité du travail, l'utilisateur a besoin au moins d'une simple compréhension de la conception et des caractéristiques techniques des webcams modernes.

Webcams Full HD et supérieures

Aujourd’hui, la principale classification des webcams est effectuée en fonction de la capacité de la matrice de l’appareil à percevoir une image et à générer un signal au format numérique.

Les caméras modernes sont équipées d'une matrice capable de recevoir des images avec une résolution de 720p, ou sinon en qualité HD (1280×720 pixels) ; ces paramètres sont ensuite convertis par logiciel et une image décente est obtenue sur l'écran du moniteur avec un changement dynamique image à une fréquence de 30 images par seconde.

De tels paramètres sont inhérents à la plupart des caméras produites. Les paramètres techniques plus élevés et, par conséquent, le segment plus coûteux de ces équipements sont conçus pour obtenir une image claire et réaliste. Cet équipement est équipé d'une matrice capable de recevoir des images au format de qualité Full HD 1080p (1920 x 1080 pixels).

Les caméras Full HD fournissent des images grand écran avec des couleurs, une profondeur et une netteté de la plus haute qualité.

Mais ce ne sont que des paramètres généraux : le format Full HD 1080p lui-même implique une qualité d'image claire non seulement en raison de la capacité accrue de la matrice, mais une telle qualité nécessite également des programmes appropriés et un processeur haute vitesse sur la carte vidéo de l'ordinateur et un réseau haut débit. Connexions.

La caméra elle-même génère un signal vidéo à transmettre au moniteur et ensuite sur le réseau, qui a une résolution d'image élevée ; cette fonction permet de transmettre le signal sans distorsion. De plus, les webcams Full HD ont des capacités incomparablement supérieures à celles des autres classes de caméras :

• stabilité du fonctionnement de l'équipement;
• fonction de reconnaissance automatique et de mise au point d'objets individuels, par exemple des visages ;
• réglage automatique de l'image en fonction des conditions de prise de vue ;
• Les produits de classe Full HD sont équipés d'optiques dont les lentilles sont en verre, qui transmettent l'image à la matrice sans distorsion ;
• les webcams sont équipées de microphones ultra-sensibles capables de transmettre les sons sans distorsion, et un logiciel permet de couper automatiquement les excès de bruit ;
• Pour obtenir une image stable, la plupart des modèles de caméras Full HD sont équipés d'un éclairage infrarouge, pour travailler dans des conditions où la lumière naturelle n'est pas suffisante pour obtenir une image claire, ou dans l'obscurité totale.

En plus des images de haute qualité, les webcams Full HD incluent également d'autres fonctions supplémentaires nécessaires. La conception des trépieds, des supports et des boîtiers des modèles Full HD vous permet de monter l'appareil sur différentes surfaces.

Une fonction supplémentaire est la mise au point automatique et le suivi automatique de l'objet sélectionné.

Le plus souvent, cette fonction est mise en œuvre dans la capacité de l'équipement à reconnaître les visages et à s'ajuster automatiquement pour les suivre, notamment en faisant pivoter le boîtier de la caméra.

Webcams avec microphone

La webcam, malgré sa taille miniature, comprend dans un premier temps des moyens de traitement des images vidéo et l'accompagnement sonore obligatoire de l'image.

En termes simples, la présence d'un microphone dans cet appareil est un élément obligatoire nécessaire à une communication complète. Les premières versions des caméras n'avaient pas de microphone dans leur kit, et donc un microphone pour enregistrer le son était acheté séparément, mais aujourd'hui, avec le développement de la technologie, toutes les webcams ont un microphone dans leur boîtier.

Le microphone intégré d'une webcam standard se caractérise par une faible sensibilité, mais suffisante pour obtenir une bonne audibilité de la parole à faible niveau.

Dans le segment HD, on installe des microphones qui se distinguent par une sensibilité et une qualité des sons perçues plus élevées ; ils sont capables de percevoir les sons à la fois à proximité du microphone et à une distance considérable de celui-ci. Une particularité des modèles HD est la présence d'un microphone, qui vous permet de vous connecter indépendamment à la perception des sons à une distance de 3 à 4 mètres.

Pour une qualité Full HD, les microphones de caméra sont sélectionnés avec des performances encore plus élevées, par exemple une perception sonore globale, plutôt que la direction frontale ou étroite habituelle.

Dans ces modèles, le son est transmis en qualité stéréo, avec une gamme complète de tonalités aiguës et graves. De plus, dans les appareils Full HD, le signal audio est séparé en un flux séparé, ce qui donne des images vidéo et des pistes audio d'excellente qualité.

Cependant, la disposition d'une caméra microphone dans un seul boîtier n'exclut pas l'utilisation d'un équipement d'enregistrement sonore supplémentaire inclus. Dans ce cas, le microphone du corps de la webcam sera utilisé dans le mode sélectionné par l'utilisateur.

Le logiciel qui assure le fonctionnement de tous les appareils demandera lui-même à l'utilisateur comment utiliser les microphones standards ou supplémentaires.

Tout comme avec un microphone supplémentaire, il est possible d'utiliser le microphone intégré au casque. Dans ce cas, le microphone de la caméra s’éteindra tout seul ou le programme demandera à nouveau des instructions pour utiliser les appareils choisis par l’utilisateur.

Webcams avec mise au point automatique

La formation d'une image dynamique, avec le son transmis par une webcam, présente d'autres caractéristiques importantes qui améliorent la qualité de l'image et facilitent en même temps le travail de l'utilisateur.

L'une de ces fonctions nécessaires est la fonction de mise au point automatique de l'image. Essentiellement, il s'agit d'un ajustement et d'un maintien automatiques d'un objet au centre de l'image. Cette option a trouvé une application aujourd'hui à la fois dans les équipements photographiques pour appareils portables et dans les ordinateurs de bureau personnels.

La commodité d'utiliser cette fonction vous permet d'éviter d'avoir à régler manuellement l'objectif pour un objet, suivi d'un réglage constant si l'objet s'éloigne ou s'approche.

L'inconvénient inhérent aux objectifs de caméra de génération précédente, qui nécessitait une position claire de l'utilisateur devant la caméra ou un réglage manuel constant de l'objectif, se produit désormais automatiquement, sans intervention supplémentaire dans le fonctionnement de l'appareil.

L'appareil sélectionne lui-même l'objet le plus important et effectue les réglages à l'aide de la fonction de mise au point automatique. Même si l'objet dévie, la position de l'objet par rapport à la caméra change, l'autofocus se concentre indépendamment sur lui.

Cette fonctionnalité facilite encore plus la création d'instantanés lorsque vous utilisez votre webcam comme caméra. L'autofocus permet de bien mieux stabiliser l'image et de supprimer les interférences sous forme de gigue et de flou.

L'image obtenue en prenant une photo avec un tel équipement est plus facile à traiter et à ajuster, principalement en raison des limites clairement définies des contours des objets.
L'autofocus est également nécessaire lors de l'utilisation de la caméra comme caméra de surveillance ou pour prendre des plans panoramiques, comme une vue depuis une fenêtre.

L'ajustement automatique des paramètres de l'équipement sans intervention tierce reconstruit l'objectif et la matrice selon un type d'image différent.

Webcams avec casques inclus

Malgré les caractéristiques techniques déclarées des caméras Web qui séduisent les consommateurs, les fabricants de ces appareils continuent aujourd'hui d'équiper leurs produits d'accessoires supplémentaires qui améliorent la qualité de l'enregistrement vidéo - un son réaliste et un arrière-plan naturel.

Le plus souvent, le casque fourni comprend des écouteurs dotés d'un microphone sur câble souple ou d'un microphone supplémentaire.

Et bien qu'il s'agisse le plus souvent d'un stratagème marketing courant, il faut comprendre que des écouteurs supplémentaires (écouteurs) à effet stéréophonique permettent de percevoir les sons plus profondément et plus clairement, en mode stéréophonique, tout en protégeant les autres de la nécessité de participer à l'écoute. au son.

La présence d'un microphone séparé dans le casque caméra permet d'enregistrer le son, d'améliorer la qualité de l'audio et d'utiliser la fonction de superposition de piste audio lors du montage de clips vidéo. Un microphone externe ou supplémentaire sur une base séparée résout le problème de l'obtention d'un son de haute qualité et réduit la quantité de bruit dans le canal sonore.

Un microphone supplémentaire est capable de recevoir et de transmettre le son en mode stéréophonique.

Pour les microphones déportés, des touches de commande sont installées sur la base pour contrôler l'appareil ; c'est un autre aspect positif de l'utilisation d'un microphone supplémentaire : appuyer sur les touches au gré de l'utilisateur permet, si nécessaire, d'éteindre simplement le microphone.

Les avantages d'un casque supplémentaire incluent la fonction de réglage indépendant du niveau sonore dans le casque et dans le microphone.

Il faut également se concentrer sur les écouteurs : un accessoire indispensable à usage individuel est généralement équipé d'un cordon standard avec un connecteur pour la connexion aux cartes son et d'un cordon pour un connecteur USB.

Les écouteurs avec microphone sont généralement équipés uniquement de connecteurs pour se connecter à la carte son de l'ordinateur. Pour faciliter l'utilisation, la conception du casque comprend également un microphone déporté sur un support flexible.

Cette conception vous permet de participer à des vidéoconférences sans trop de gêne pour les autres. Les écouteurs eux-mêmes sont conçus en tenant compte de la possibilité de modifier la taille du couvre-tête, les écouteurs prenant en compte les caractéristiques individuelles de chaque utilisateur.

Webcams avec objectif de fermeture

De tous les types de caméras conçues pour être installées sur des ordinateurs personnels, les plus intéressants du point de vue de la sauvegarde des données personnelles sont les modèles qui mettent en œuvre la fonction de fermeture de l'objectif avec un obturateur.

Ceci est fait pour protéger les utilisateurs contre l'activation non autorisée de la caméra via des logiciels malveillants ou simplement des virus informatiques. Cette fonction est implémentée en pratique comme suit :

• rideaux mécaniques pouvant être fermés par l'utilisateur;
• appareils électroniques qui ferment automatiquement l'objectif lorsque le programme de l'appareil photo est désactivé.

Cette fonction est également utile dans la mesure où elle protège l'objectif de l'appareil photo des rayons directs du soleil et des dommages mécaniques des lentilles optiques.

Les lentilles en plastique, malgré leur taille miniature, sont sensibles aux rayures, entraînant une détérioration de la qualité de l'image.

Couvrir l'objectif aujourd'hui est une solution fiable au problème de la protection des objectifs de l'appareil photo contre les dommages, même si l'appareil photo est doté d'objectifs en verre fiables et durables.

Les versions disponibles des modèles avec objectif de fermeture sont des modèles avec obturateurs mécaniques qui ferment l'objectif en tournant ou en déplaçant la clé correspondante.

Comme le montre la pratique, il s'agit d'un type de protection de lentille simple et fiable. En même temps, cela nécessite la participation du facteur humain, qui ne peut à lui seul garantir une sécurité totale des utilisateurs.

Contrairement aux modèles dotés d'une méthode mécanique de fermeture des rideaux, les modèles dotés de dispositifs électroniques spéciaux de fermeture de l'objectif pour protéger l'objectif sont aujourd'hui les webcams les plus fiables en termes de protection de la sécurité de l'utilisateur, car le rôle humain est minimisé.

Pour les derniers modèles, cette action se produit automatiquement lorsque vous avez fini d'utiliser l'appareil ou que vous éteignez l'ordinateur. Les composants électroniques eux-mêmes donnent l'ordre de fermer mécaniquement l'objectif.

Il convient de noter qu'une telle fonction, selon la décision de conception, peut être mise en œuvre sous la forme d'un mécanisme rotatif ou d'une partie distincte du boîtier.

Webcams USB

Parmi les technologies utilisées pour transférer des données d’un appareil à un autre, les webcams utilisent aujourd’hui le transfert de données via un port USB. L'utilisation d'un port USB par les appareils permet la transmission optimale des signaux vidéo avec audio et alimentation à la caméra.

Le cordon de l'appareil photo est inclus et le kit peut inclure à la fois des câbles USB détachables (dont une extrémité est au format USB et l'autre, qui est connectée à l'appareil photo au format mini-USB), et des câbles permanents, lorsque le câble est réalisé sous la forme d'une connexion permanente au boîtier de l'appareil photo.

L'utilisation d'un connecteur USB pour l'appareil photo permet de transférer des données à la fois via un port d'ordinateur USB 1.1 standard et via une connexion USB 2.0 haut débit.

L'utilisation universelle des ports USB pour la connexion à un ordinateur crée une connexion stable à haut débit, tout en obtenant une amélioration qualitative du signal vidéo et audio.

Dans le même temps, la connexion USB standard permet de transférer des données à une vitesse qui fournit un signal vidéo fiable d'excellente qualité. Dans le même temps, le logiciel universel du système informatique alloue des ressources supplémentaires à cet effet et travailler avec la webcam devient de plus en plus simple.

Un autre avantage supplémentaire d'une connexion USB est sa polyvalence, car les appareils multimédias modernes utilisent des adaptateurs avec un connecteur USB, ce qui vous permet d'utiliser des webcams avec une tablette, un téléphone portable et d'autres appareils.

Aujourd'hui, les appareils utilisant la technologie de transmission de données sans fil deviennent populaires. Ces modèles se composent de deux composants : un récepteur et un émetteur. L'émetteur est monté dans le boîtier de la caméra et le récepteur est connecté directement au connecteur USB.

Dans le même temps, la technologie de transmission du signal via un connecteur USB vous permet d'éviter les interférences qui se produisent lors du fonctionnement de l'équipement.

Webcams pour Windows

Aujourd'hui, parmi les systèmes d'exploitation informatiques pour ordinateurs personnels et portables les plus courants au monde, Windows est le système d'exploitation le plus populaire, le plus universel et sans prétention.

L'avantage est également que parmi les programmes d'application qu'il contient, il dispose de nombreuses fonctions permettant de travailler avec différents formats de données vidéo et d'équipements supplémentaires. La commodité de ce système d'exploitation pour les utilisateurs se manifeste même dans des bagatelles telles que l'utilisation de modules logiciels intégrés pour travailler avec divers appareils électroniques.

De tous les formats et classes de caméras, les modèles les plus compatibles pour travailler avec le logiciel Windows sont les modèles de webcam Full HD ; ils sont initialement équipés d'applications intégrées dans leur logiciel qui sont compatibles avec toutes les versions de Windows et ne nécessitent pas d'approbation supplémentaire .

Pour Windows, la classe et le fabricant de la caméra installée dans le matériel informatique n'ont aucune différence. Lors de la première connexion, la compatibilité de l'équipement sera testée et Windows vous demandera soit d'accepter le programme proposé, soit l'utilisateur pourra choisir le programme approprié pour travailler avec des fichiers vidéo.

Windows fonctionne avec la caméra, recevant et transmettant des données vidéo, mais si l'utilisateur le souhaite, il peut enregistrer des vidéos dans des fichiers séparés pour un traitement ultérieur. Tout comme pour la vidéo, Windows utilise une webcam pour prendre des photos claires.

La polyvalence de ce système d'exploitation réside également dans le fait que les images de la webcam peuvent être traitées ultérieurement à l'aide d'un éditeur vidéo installé en plus si l'éditeur fourni avec Windows ne satisfait pas l'utilisateur.

Le fonctionnement du système d'exploitation d'un ordinateur personnel équipé de caméras, en plus des fonctions énumérées ci-dessus, permet d'organiser la diffusion et la visualisation en ligne, en affichant l'image de la caméra dans une fenêtre séparée du bureau en mode « temps réel » .

De plus, selon les souhaits de l’utilisateur, il est possible de visualiser l’émission avec un processus parallèle d’enregistrement du fichier sur le disque dur, ou sans sauvegarder ces données. De plus, certains types d'équipements sont conçus et fabriqués exclusivement pour être utilisés dans l'environnement Windows et ne sont pas adaptés à une utilisation avec d'autres systèmes d'exploitation.

Cette sélectivité de l'équipement permet aux utilisateurs d'obtenir, outre la compatibilité des composants de l'équipement et la qualité de la webcam, également une configuration simple de l'appareil lors de sa connexion et de son utilisation.

Cet aspect technique distinctif doit être pris en compte lors du choix et de l’achat d’une webcam.

Suivi des webcams

L'idée d'utiliser une webcam comme caméra de vidéosurveillance n'est pas nouvelle aujourd'hui et a déjà fait l'objet de développements ultérieurs. Un type distinct de webcam est équipé d'un capteur tactile intégré qui réagit au mouvement. Le rôle d’un tel capteur est d’allumer la caméra au moment où un mouvement se produit dans la zone de couverture du capteur.

Après avoir allumé la caméra, une vidéo de ce qui se passe est automatiquement enregistrée. Des caméras de sécurité sont installées à plusieurs points d'observation - pour couvrir les objets d'intérêt sous les angles requis et avec une couverture maximale de l'espace observé.

Les caméras équipées de tels capteurs sont capables de diffuser et de transmettre une image d'une pièce ou d'un espace extérieur à partir d'un point d'observation fixe. Les caméras équipées de capteurs de suivi électroniques suivent un objet sélectionné en mouvement.

Le suivi d'un objet d'intérêt en mouvement est obtenu en focalisant l'objectif et en faisant tourner le boîtier de l'appareil photo lui-même. Cette fonction trouve aujourd'hui une application chez les mannequins et les mannequins de milieu de gamme, car pour les utilisateurs, la communication en direct dans un environnement familier est préférable lors des activités quotidiennes.

Outre le fait que les modèles de suivi sont équipés de matrices haute résolution, ils sont équipés de capteurs de mouvement supplémentaires et doivent être équipés d'éléments d'éclairage.

Pour travailler dans l'obscurité, ils sont équipés de LED infrarouges supplémentaires qui éclairent les objets dans un spectre invisible à l'œil humain.

L'activation automatique de la fonction de rétroéclairage vous permet de déterminer l'emplacement des objets, d'identifier les signes extérieurs et de reconnaître les détails des objets à distance.

Pour les modèles équipés d'une fonction de suivi, lorsqu'ils sont installés à des distances importantes de l'ordinateur, en plus d'un long câble, vous aurez besoin d'autres équipements supplémentaires, par exemple pour amplifier le signal vidéo, car pour un fonctionnement normal dans des conditions sombres, des câbles de 5 mètres constituent la longueur maximale pour la plupart des caméras.

Dans les modèles économiques, la fonction de suivi est mise en œuvre dans la capacité de l’équipement à reconnaître et à maintenir le visage d’une personne au centre de l’objectif. Le corps de l'objectif tourne automatiquement lorsqu'une personne bouge.

Une webcam est un appareil qui s'achète le plus souvent en même temps qu'un ordinateur et auquel on n'accorde pas beaucoup d'importance. Cependant, il convient de prêter attention aux caractéristiques, sinon la déception et l'irritation peuvent apparaître dès la première séance de prise de vue ou de communication.

En suivant nos conseils, vous pourrez tout apprendre sur les capacités, fonctions et applications des webcams. Nous espérons que ces informations aideront les lecteurs à faire le bon choix lors de l'achat d'un appareil.

1. Qu'est-ce qu'une webcam, comment fonctionne-t-elle et où est-elle utilisée ?

Une webcam est un appareil assez petit qui est une caméra photo ou vidéo connectée à un ordinateur ou un ordinateur portable. Les caméras Web capturent des images en temps réel puis les transmettent au destinataire via Internet. La différence avec un appareil photo numérique réside principalement dans l'alimentation électrique via des fils et dans l'impossibilité de fonctionner sans ordinateur, au moins pleinement.

Les caméras Web sont utilisées pour les chats et appels vidéo, les vidéoconférences, à des fins de sécurité, de surveillance et de surveillance, etc.

1. Principales caractéristiques des webcams

Les caractéristiques des webcams affectent à la fois la qualité de l'appareil et son prix, qui peut varier considérablement d'un modèle à l'autre. Quels sont les principaux paramètres et que ne faut-il pas négliger lors du choix d'une webcam ?

• Type de matrice de webcam. La matrice webcam peut être créée à l'aide de l'une des technologies :

a) CCD- technologie utilisée dans les appareils photo numériques et également utilisée pour les caméras Web. Parmi ses avantages : sensibilité élevée, facteur de remplissage élevé, efficacité - environ 95 %, niveau d'interférences inférieur pendant le fonctionnement. Il convient de rappeler qu'une alimentation trop faible risque de tomber en panne au moment de la charge maximale du système ou même de ses éléments individuels. Une alimentation trop puissante peut réduire l’efficacité de l’ensemble de l’ordinateur ;

b)CMOS- Moins cher à produire la technologie utilisée dans la plupart des webcams. De telles matrices ont un faible coût, prennent jusqu'à 500 images par seconde et consomment relativement peu d'énergie pendant leur fonctionnement. Parmi leurs inconvénients, les experts soulignent une grande quantité de bruit dans l'image, un faible facteur de remplissage des pixels et, par conséquent, une faible sensibilité ;

c) BSICMOS- lorsqu'on utilise une telle matrice, la lumière parvient plus facilement aux photodiodes. De tels capteurs sont également appelés « capteurs rétroéclairés » : ils sont beaucoup plus photosensibles. De ce fait, la quantité de bruit dans l'image est réduite par rapport au CMOS conventionnel.

• Résolution de la caméra- une autre des caractéristiques les plus importantes. La qualité de l'image transmise en dépend. Veuillez noter que la résolution peut être directe ou interpolée. Avec l'interpolation logicielle, le nombre de pixels de l'image originale est traité à l'aide de méthodes mathématiques, multiplié par un certain nombre, puis une image agrandie est formée. Dans ce cas, la résolution originale de l’image ne change pas, mais la qualité peut se détériorer. Lors du choix d'un appareil photo, vous devez faire attention à la résolution réelle de 1,3 mégapixels - cela suffit pour une qualité HD.
• Fréquence de trame- une caractéristique responsable de la fluidité du tir. Une vitesse de prise de vue acceptable est de 15 images par seconde - cela suffira pour communiquer sur Internet. Pour des diffusions vidéo de haute qualité, vous avez besoin d'au moins 30 images par seconde.
• Mise au point la webcam vous permet d'influencer la clarté de l'image. Elle peut être manuelle ou automatique. Le manuel se fait en tournant la molette située près de l'objectif. La mise au point automatique suppose que la webcam définit elle-même la distance par rapport à l'objet et calcule la distance focale. La vitesse et la qualité de la mise au point automatique peuvent varier considérablement d’un modèle à l’autre.
• Sensibilité- paramètre de l'éclairage minimum autorisé auquel il est possible d'utiliser la caméra. Cependant, lors de l'achat d'une caméra à éclairage infrarouge, cette caractéristique sera immédiatement présentée à un niveau décent.
• Type de connexion. Généralement, les webcams sont connectées via un port USB version 1.1, 2.0 ou 3.0. Ce dernier type est plus rapide, mais on ne le trouve que sur les ordinateurs modernes.

1. Fonctionnalités supplémentaires de la webcam :

• Disponibilité d'un microphone intégré. Vous libère du besoin d'acheter un autre appareil et vous permet de passer des appels vidéo avec de grands groupes. De nos jours, presque toutes les caméras sont équipées d'un microphone intégré.
• Possibilité d'utiliser votre webcam comme caméra. Les modèles de webcam modernes vous permettent d'utiliser ces appareils comme appareils photo numériques. Si vous choisissez un appareil photo à ces fins, faites attention aux appareils avec une résolution plus élevée, sinon la qualité des photos ne vous satisfera guère. Certains appareils photo sont également équipés d'un bouton photo sur le corps : appuyer dessus peut activer le mode photo et lancer un éditeur graphique.
• Disponibilité d'un logiciel spécial. Chaque fabricant de webcam propose son propre logiciel que les utilisateurs peuvent installer ou utiliser. En plus des fonctions standards, il peut compléter le fonctionnement de l'appareil photo avec des fonctionnalités personnalisées. Par exemple, Logitech propose un éditeur graphique intégré.

1. À quoi d'autre devez-vous faire attention ?

Lorsque vous choisissez et achetez une webcam, faites attention à ses capacités de montage, d'inclinaison et de pivotement ainsi que son angle de vision.

Étudiez les caractéristiques, comparez les modèles de webcam, tenez compte des conseils de notre revue et profitez d'une communication vidéo confortable et agréable.

Une webcam numérique est un périphérique réseau composé d'une caméra vidéo (CCD), d'un processeur de compression et d'un serveur Web intégré. En règle générale, une webcam est utilisée comme appareil pour organiser l'enregistrement vidéo, la vidéoconférence ou la vidéosurveillance et transmettre des images vidéo sur un réseau LAN/WAN/Internet. Pour faire fonctionner une webcam sur un réseau, aucun appareil spécial ni ordinateur personnel n'est requis. Selon les paramètres, l'accès à l'image vidéo reçue par la webcam peut être ouvert à tous les utilisateurs du réseau ou uniquement aux utilisateurs autorisés.

La conception et le principe de fonctionnement d'une webcam

Une webcam moderne est un appareil numérique qui enregistre une vidéo, convertit un signal vidéo analogique en signal numérique, compresse un signal vidéo numérique et transmet des images vidéo sur un réseau informatique. Par conséquent, la webcam comprend les composants suivants :

matrice CCD,

lentille,

filtre optique,

carte de capture vidéo,

unité de compression vidéo,

processeur central et serveur web intégré,

mémoire flash,

interface réseau

ports série,

entrées/sorties d'alarme.

Il est utilisé comme photodétecteur dans la plupart des caméras Web. Matrice CCD(CCD, CCD - dispositif à couplage de charge) - une plaque semi-conductrice rectangulaire sensible à la lumière avec un rapport hauteur/largeur de 3 : 4, qui convertit la lumière incidente sur elle en un signal électrique. La matrice CCD est constituée d'un grand nombre de cellules photosensibles. Afin d'augmenter la sensibilité à la lumière d'une matrice CCD, une structure est souvent formée qui crée une microlentille devant chacune des cellules. Les paramètres techniques d'une webcam indiquent généralement le format de la matrice CCD (longueur diagonale de la matrice en pouces), le nombre de pixels effectifs, le type de balayage (entrelacé ou entrelacé) et la sensibilité.

Lentille est un système d'objectif conçu pour projeter l'image d'un objet d'observation sur l'élément sensible à la lumière d'une webcam. L'objectif fait partie intégrante de la webcam, la qualité de l'image vidéo reçue par la webcam dépend donc de sa sélection et de son installation correctes. Très souvent, une webcam est livrée avec un objectif. Les objectifs sont caractérisés par un certain nombre de paramètres importants, tels que la distance focale, l'ouverture relative (F), la profondeur de champ, le type de monture (C, CS), le format.

Filtres optiques anti-infrarouge , qui sont installés dans les webcams, sont des plaques planes parallèles optiquement précises montées au-dessus de la matrice CCD. Ils fonctionnent comme des filtres optiques passe-bas avec une fréquence de coupure d'environ 700 nm, proche du rouge. Ils coupent la composante infrarouge des ondes lumineuses, offrant ainsi à la webcam une reproduction correcte des couleurs. Cependant, de nombreuses webcams en noir et blanc ne disposent pas de tels filtres, c'est pourquoi les webcams monochromes ont une sensibilité plus élevée.

Carte de capture vidéo La webcam (unité de numérisation) convertit le signal électrique analogique généré par la matrice CCD en format numérique. Le processus de conversion du signal comprend trois étapes :

Échantillonnage,

Quantification

Codage.

Échantillonnage- lecture de l'amplitude du signal électrique à intervalles réguliers (période). Cette étape de conversion du signal est caractérisée par la fréquence d'échantillonnage.

Quantification est le processus de présentation des résultats d’échantillonnage sous forme numérique. L'évolution du niveau du signal électrique sur la période d'échantillonnage est représentée par un mot de code de 8, 10 ou 12 bits, qui donnent respectivement 256, 1024 et 4096 niveaux de quantification. La précision de la représentation du signal sous forme numérique dépend du nombre de niveaux de quantification.

Codage. En plus des informations sur les changements de niveau de signal obtenues à l'étape précédente, le processus de codage génère des bits indiquant la fin de l'impulsion d'horloge et le début d'une nouvelle trame, ainsi que des bits supplémentaires de protection contre les erreurs.

Bloc de compression les webcams compressent le signal vidéo numérisé dans l'un des formats de compression (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Grâce à la compression, la taille de l'image vidéo est réduite. Ceci est nécessaire pour stocker et transmettre de la vidéo sur le réseau. Si le réseau local auquel la webcam est connectée a une bande passante limitée, alors afin d'éviter un débordement du trafic réseau, il est conseillé de réduire la quantité d'informations transmises en réduisant soit la fréquence de transmission des trames sur le réseau, soit la résolution des trames. La plupart des formats de compression utilisés par les webcams offrent un compromis raisonnable entre ces deux manières de résoudre le problème de la transmission vidéo sur un réseau. Les formats de compression connus aujourd'hui permettent d'obtenir un flux numérisé avec une bande passante de 64 Ko - 2 Mo (avec cette bande passante, les flux de données vidéo peuvent fonctionner en parallèle avec d'autres flux de données dans les réseaux).

La compression vidéo dans une webcam peut être effectuée soit matériellement, soit logiciellement. La mise en œuvre logicielle de la compression est moins coûteuse, mais en raison de la capacité de calcul élevée des algorithmes de compression, elle est inefficace, en particulier lorsque vous devez visionner une vidéo à partir d'une webcam en ligne. Par conséquent, la plupart des principaux fabricants produisent des webcams avec compression matérielle. Par exemple, chaque caméra réseau AXIS Communications est équipée d'un processeur de compression ARTPEC, qui effectue une compression vidéo à grande vitesse au format JPEG/MJPEG.

CPU est le cœur de calcul de la webcam. Il effectue des opérations de sortie d'images vidéo numérisées et compressées, et est également responsable de l'exécution des fonctions d'un serveur Web intégré et d'un programme de contrôle des caméras Web.

Interface pour Ethernet sert à connecter la webcam à un réseau Ethernet 10/100 Mbit/s.

Pour travailler sur le réseau, la webcam peut avoir port série pour connecter un modem et travailler en mode commuté en l'absence de réseau local. Vous pouvez également connecter des équipements périphériques à la webcam via le port série.

Carte mémoire flash vous permet de mettre à jour les programmes de contrôle de webcam et de stocker des pages HTML personnalisées.

RAM sert à stocker les données temporaires générées lors de l'exécution de programmes de contrôle et de scripts utilisateur. De nombreuses caméras Internet disposent d'un tampon vidéo. Il s'agit d'une partie de la RAM réservée à l'enregistrement et au stockage temporaire des images vidéo capturées par la webcam. Les informations dans le tampon vidéo sont mises à jour de manière cyclique, c'est-à-dire la nouvelle image est enregistrée à la place de la plus ancienne. Cette fonction est nécessaire si la webcam effectue une vidéosurveillance de sécurité, car elle permet de restaurer les événements précédant et suivant l'alarme des capteurs de sécurité connectés à la webcam.

Entrées/sorties d'alarme sont utilisés pour connecter des capteurs d’alarme à la webcam. Lorsqu'un des capteurs est déclenché, un signal d'alarme est généré, à la suite duquel le processeur de la webcam compose un ensemble d'images enregistrées dans le tampon vidéo avant, après et au moment de l'alarme. Cet ensemble de cadres peut être envoyé à une adresse e-mail spécifiée ou via FTP.

Connecter et installer une webcam

En règle générale, une webcam est connectée à Internet via un port Ethernet 10BaseT/100BaseTX/1000BaseTX ou à l'aide d'un modem via un port série. Une fois la webcam physiquement connectée au réseau, une adresse IP lui est attribuée. Le plus souvent, la webcam n'a pas d'adresse IP par défaut ; il est installé soit à l'aide de la fonction appropriée d'un navigateur Web standard, soit par une commande DOS qui utilise le numéro de série de la webcam qui lui est attribué par le fabricant à des fins d'identification. De plus, les fabricants développent des programmes spéciaux pour les webcams qui simplifient grandement la procédure d'attribution d'une adresse IP à une webcam (par exemple, IP Installer d'AXIS Communications). Grâce au logiciel intégré pour serveur Web, serveur FTP, client FTP, client de messagerie, etc., la webcam se connecte directement au réseau LAN/WAN/Internet et y fonctionne comme un périphérique réseau indépendant. Cela distingue les webcams des autres appareils photo numériques, qui nécessitent d'être connectés à un ordinateur personnel via un port USB ou LPT. De plus, les webcams peuvent prendre en charge l'utilisation de scripts utilisateur et d'applets JAVA.

Pour installer une webcam à l'extérieur ou à l'intérieur, de nombreux fabricants incluent des attaches spéciales dans la conception du boîtier de la caméra, conçues pour être installées sur les murs, les plafonds, les supports et les appareils rotatifs. Certaines webcams disposent de dispositifs rotatifs intégrés conçus pour être montés sur une surface horizontale ou verticale.

Caractéristiques et fonctions supplémentaires de la webcam

Détecteur de mouvement est un module logiciel dont la tâche principale est de détecter les caméras Web se déplaçant dans le champ de vision d'un site de vidéosurveillance. Le détecteur de mouvement détecte non seulement les mouvements dans le champ de l'image, mais détermine également les dimensions de l'objet et la vitesse de son mouvement. En fonction des tâches de vidéosurveillance, le détecteur de mouvement webcam est configuré pour détecter le mouvement des objets avec la plus grande minimisation des fausses alarmes (filtrage des interférences) et une logique de traitement d'alarme flexible est définie (enregistrement d'alarme, intégration avec d'autres équipements de sécurité).

Transmission audio sur le réseau s'effectue dans la plupart des cas en connectant un module audio supplémentaire à la webcam. Par exemple, AXIS Communications, pour étendre les fonctionnalités des webcams, produit un module audio spécial AXIS 2191, compatible avec la plupart des webcams AXIS.