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Différence entre une caméra de tableau de bord HDR et
une caméra de tableau de bord WDR

Supposons que vous ayez déjà essayé d'enregistrer des images de caméra embarquée dans un scénario avec un éclairage fortement contrasté, par exemple au lever ou au coucher du soleil, lorsque le soleil est bas sur l'horizon, ce qui provoque un fort contre-jour, des ombres et des différences extrêmes de luminosité entre le ciel clair et la route plus sombre. Dans ce cas, vos images donneront lieu à l'un de ces deux résultats : d'une part, en raison de la lumière vive du soleil en arrière-plan, votre prise de vue a été surexposée dans les parties plus claires de la scène ou, d'autre part, elle semble sous-exposée dans les parties sombres, masquant les détails importants.

Cela est dû au fait que, contrairement à l'œil humain, qui peut s'adapter à une large gamme de situations d'éclairage, les caméras peuvent avoir une plage dynamique limitée. Mais grâce aux nouveaux héros de la technologie d'image, Wide Dynamic Range (WDR) et High Dynamic Range (HDR) , les conducteurs peuvent éviter ce moment gênant en échange de vidéos claires, nettes et bien équilibrées. Dans cet article, nous allons donc parler du WDR et du HDR, et nous plonger dans la façon dont ces deux fonctionnalités peuvent affecter la qualité de la caméra embarquée.

Commençons par définir la plage dynamique des Dash Cams

La façon la plus simple de penser à la plage dynamique est de faire référence à la gamme d'intensités lumineuses que le capteur d'une caméra peut capturer en une seule prise de vue, englobant les ombres les plus sombres aux hautes lumières les plus lumineuses, tout en conservant toutes les nuances visuelles complexes. Si une caméra embarquée dépasse sa capacité de plage dynamique, elle entraînera des zones de l'enregistrement surexposées ou sous-exposées, ce qui entraînera une perte de détails dans ces régions.

Les capteurs d'images des caméras embarquées comme le Sony STARVIS peuvent ajuster le temps d'exposition (temps d'exposition) pour produire des images optimisées en fonction de la luminosité de la scène. Un temps d'exposition court dans un environnement lumineux évite la sursaturation de la photodiode et un temps d'exposition long dans un environnement sombre assure la collecte d'une quantité suffisante de lumière.

Une caméra embarquée non premium, par exemple, aura une petite plage dynamique, offrant soit des vidéos très lumineuses et exposées, soit très sombres et sous-exposées, souvent même sans possibilité de réglage automatique selon les besoins. Comme cette plage est très petite, elle ne peut fournir que l'une ou l'autre, et pas les deux simultanément. La plage du point le plus sombre ne peut pas s'étendre au plus lumineux, en raison de la petite plage dynamique, les points les plus lumineux et les plus sombres de la plage dynamique sont donc liés ensemble.

Maintenant, qu’est-ce que la plage dynamique élevée (HDR) ?

Avez-vous déjà eu une situation où les phares des voitures venant en sens inverse étaient trop brillants la nuit et vous ne pouviez pas ouvrir les yeux ? Ou bien la plaque d'immatriculation de la voiture devant vous était réfléchissante et vous ne pouviez pas reconnaître les numéros alors que vos phares brillaient ? Dans ce type d'environnement à contraste élevé, il est difficile de voir clairement. En cas de litige résultant d'un incident de circulation et si les images d'une caméra embarquée sont floues et illisibles, elles sont beaucoup moins utiles. Pour résoudre ce problème, la technologie HDR a été progressivement introduite dans les caméras embarquées.

Il est possible d'éclairer correctement une image très contrastée avec une caméra embarquée qui utilise la technologie High Dynamic Range, ou HDR. La technologie HDR augmente la plage dynamique d'une caméra en enregistrant plusieurs images (une avec une exposition courte et une avec une exposition longue) et en les fusionnant en temps réel en une seule image avec le meilleur équilibre d'éclairage possible.

Comment cela marche-t-il?

Le HDR combine plusieurs expositions de la même scène pour créer une image finale avec une luminosité et un contraste équilibrés. Cependant, contrairement au WDR, qui capture les détails séparément dans les parties claires et sombres, le HDR capture les détails dans toutes les sections de la scène, y compris les tons moyens. Cela peut produire des images qui semblent plus naturelles, avec une plus grande gamme de couleurs et de détails. Cependant, un appareil photo HDR nécessite beaucoup de puissance de traitement et un capteur très puissant capable de produire des fréquences d'images plus élevées. Étant donné que l'appareil fonctionne en double temps (au moins) sur chaque image, les résolutions plus élevées sont souvent désactivées si le HDR est activé, par exemple le VIOFO A119 Mini 2 n'autorise pas 60 ips avec HDR ON, mais seulement 30 ips. Étant donné que le HDR fusionne 2 images ensemble, cela peut parfois provoquer un flou de mouvement à grande vitesse.

Pour plus d'informations sur les FPS, consultez notre article FPS ici.

Et qu'en est-il de la plage dynamique étendue (WDR) ?

La plage dynamique étendue (WDR) fait référence à la capacité de la caméra à capturer des informations dans les parties claires et sombres de la séquence. Elle crée une image finale avec une luminosité et un contraste équilibrés en fusionnant de nombreuses expositions de la même scène. Cela est particulièrement utile lorsque vous conduisez dans des endroits avec beaucoup d'ombres, comme des passages souterrains ou des tunnels, car cela permet à la caméra de capturer à la fois les zones sombres et claires.

Pour assurer un éclairage uniforme de toutes les parties d'une image, la technologie WDR utilise des capteurs d'image et un processeur de signal numérique (DSP). Une caméra compatible WDR contient deux capteurs qui analysent chaque image vidéo deux fois. Le premier, pris à une vitesse d'obturation lente (pour capturer plus de lumière), représente l'image dans des conditions d'éclairage normales. Le deuxième balayage est effectué à grande vitesse afin de capturer moins de lumière dans l'ensemble tout en obtenant une image avec une lumière vive en arrière-plan. La caméra combine les deux balayages pour créer une image unique, bien éclairée et équilibrée.

Est-ce que tous les appareils photo avec HDR et WDR sont identiques ?

Le WDR est une solution purement logicielle, tandis que le HDR est une solution matérielle que le capteur d'image et le processeur principal doivent prendre en charge.

Un autre élément à prendre en compte est l’unité dB. L’unité dB (décibels) est le rapport entre les objets les plus lumineux et les plus sombres que la caméra peut capturer. Cela spécifie la plage sur laquelle fonctionnent les fonctions WDR et HDR. Plus le rapport est élevé, plus la différence entre les spectres de faible et de forte luminosité que la caméra de sécurité peut collecter est grande, et meilleure sera votre image en basse lumière. En d’autres termes, plus le nombre de dB est élevé, meilleures sont les performances de la caméra en basse et en forte luminosité. Pourtant, il ne peut y avoir qu’un seul vainqueur entre les deux.

Qu'est-ce qui est mieux ? HDR ou WDR ?

Les fonctions WDR et HDR sont toutes deux des fonctionnalités des caméras embarquées qui visent à améliorer la qualité des enregistrements vidéo, en particulier dans des situations de faible luminosité. Bien que la définition du WDR varie selon le fabricant, elle fait généralement référence à la capacité d'une caméra à générer des photographies de haute qualité dans diverses conditions d'éclairage.

Bien que la technologie WDR puisse améliorer la qualité de l'image dans des conditions d'éclairage dynamiques, une caméra HDR peut mieux éclairer les sections plus sombres d'une scène sans surexposer les zones plus claires. Elle ne génère pas non plus de bruit et n'affecte pas la qualité de l'image, ce qui peut se produire avec certaines caméras WDR.

Le choix d'une caméra embarquée dépend de la caméra et des paramètres dans lesquels elle sera utilisée. En général, le WDR peut être plus efficace pour conduire dans des zones à fort contraste, mais le HDR sera meilleur pour capturer une plus grande variété de caractéristiques et de couleurs dans toute la scène. Notre vote va au HDR, en particulier pour les Dash Cams, les Dash Cams plus récentes dotées de capteurs d'image haut de gamme tirant le meilleur parti de cette fonctionnalité.

Au-delà de la plage dynamique

Lors du choix d’une dash cam, la technologie derrière la caméra peut également faire une énorme différence dans la qualité des images que vous capturez.

Considéré comme le capteur d'image le plus avancé à ce jour, la technologie Sony STARVIS 2 améliore les détails et la clarté des images, permettant d'obtenir plus de détails dans chaque image. Le capteur d'image Sony STARVIS 2 IMX678, présent dans les modèles Thinkware U3000 et VIOFO A229 Pro , est doté d'une technologie avancée de réduction du bruit et prend en charge un objectif sur puce (OCL) et un autofocus à détection de phase (PDAF) pour de meilleures performances de mise au point.

Le capteur d'image Sony STARVIS 2 prend également en charge les formats DOL HDR et Clear HDR. Le PDAF (autofocus à détection de phase) est une technologie de mise au point automatique à grande vitesse. Le PDAF utilise généralement certains des pixels d'imagerie du capteur d'image comme pixels de détection de phase. Lorsque la fonction HDR à chevauchement numérique (DOL) est activée, le capteur d'image capture deux images successivement : l'une avec une exposition courte en fonction de la zone lumineuse et l'autre avec une exposition longue ajustée à la zone sombre. Le HDR est réalisé en synthétisant ces deux images pour qu'elles se complètent. Cependant, cette méthode implique un léger décalage entre les deux prises de vue et cela peut provoquer des artefacts, tels qu'un contour flou et une aberration chromatique, si la cible est en mouvement rapide.

Une autre méthode est Clear HDR. Lorsque la fonction Clear HDR est activée, le capteur d'image capture deux images simultanément, l'une avec un niveau de gain faible réglé sur la zone claire et l'autre avec un niveau de gain élevé réglé sur la zone sombre. Cette méthode a l'avantage de fournir des images d'une cible en mouvement sans aberration chromatique ni autres artefacts car les deux images sont capturées en même temps.