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Etude et mise en place d'un système de vidéosurveillance. Cas de l'immeuble Folepe à Bali( Télécharger le fichier original )par Armand Renaud Ngaamou Nana Institut supérieur des technologies et du design industriel - Cameroun - 2011 |
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[Rédigé et Présenté Par NGAAMOU NANA Armand Renaud] |
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02 septembre 2011 |
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MASTER EUROPEEN :
> Génie Logiciel
> Informatique Embarquée
> Administration des Systèmes Web
> Administration des Systèmes, Réseaux et Télécoms.
L'étudiant du cycle TIC est tenu d'effectuer un stage de 04 semaines en Entreprise, dont le rapport est présenté et soutenu devant un jury. C'est dans ce cadre que nous avons effectué un stage à ISOTECH sur le thème : Etude Et Mise En Place D'Un Système De Vidéosurveillance
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Pendant la période de temps réservée chaque année au stage académique que nous avons eu à effectuer dans la société ISOTECH. Nous avons eu à réaliser plusieurs tâches relatives à notre formation. Nous pouvons citer entres autres la réparation de PC, la réinstallation de systèmes d'exploitation et aussi la mise en place et configuration de réseaux d'entreprises. Tout ceci s'est déroulé dans de bonnes conditions, ce qui nous a permis d'avoir de très bons résultats. Cependant la tâche principale que nous devions accomplir dans le cadre de notre stage était l'installation d'un système de vidéosurveillance dans un immeuble. Apres avoir présenté les systèmes de vidéosurveillance dans leur majorité, nous allons vous faire part de l'installation et la configuration d'un système de vidéosurveillance.
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Figure 1: Plan de Localisation d'Isotech 10
Figure 2:Videosurveillance avec Magnétoscopes traditionnels 27
Figure 3:Videosurveillance analogique avec enregistreur numérique 28
Figure 4: Vidéosurveillance analogique avec enregistreur numérique réseau 28
Figure 5: Vidéosurveillance IP avec Serveur Video 29
Figure 6: Vidéosurveillance avec cameras réseaux 30
Figure 9: Résolutions NTSC et PAL 19
Figure 10: Résolutions MPEG 20
Figure 11 : Stockage Embarqué Erreur ! Signet non défini.
Figure 12: Stockage déporté Erreur ! Signet non défini.
Figure 13: Enregistreur numérique réseau Erreur ! Signet non défini.
Figure 14: Utilisation des entrées/sorties numériques - une caméra réseau reliée à un contact pour
porte/fenêtre ou a un système d'alarme 25
Figure 15: DVR IPTEC 32
Figure 16: IPB-331 32
Figure 17: Adressage Réseau 33
Figure 18: Configuration FTP 34
Figure 19: Paramétrage SMTP 34
Figure 20: Fenêtre de gestion des utilisateurs 34
Figure 21: EagleEyes Video Viewer 35
Figure 22: Fenêtre de connection via l'interface Web du DVR 36
Figure 23: Visionnage via Interface Web 36
Figure 24: Fenêtre de gestion des enregistrements avec Video Viewer sur le disque de l'utilisateur 37
Figure 25:Configuration des plages d'enregistrements du DVR 37
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La vidéosurveillance consiste à placer des caméras de surveillance dans un lieu public ou privé et de recevoir le flux vidéo sur un PC localement ou a distance en vue d'augmenter le niveau de sécurité. Les causes de l'installation de systèmes de vidéosurveillance sont diverses, toutefois la sécurité publique ainsi que la protection des biens mobiliers ou immobiliers font office d'éléments phares dans la justification de la vidéosurveillance. L'industrie de la vidéosurveillance englobe aujourd'hui toute une variété de systèmes et d'équipements de surveillance et de protection des personnes et des biens. Une vidéosurveillance performante c'est une solution contre le vol a l'étalage, en cas de cambriolage... et une certaine tranquillité les nuits de garde. Mais qu'est-ce qu'une vidéosurveillance efficace ? Et comment le système fonctionne-t-il techniquement ? Cela fera l'objet de la première partie de notre étude et ensuite nous ferons part de la mise en place d'un exemple de système de vidéosurveillance.
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Notre étude s'effectue au sein d'une entité précise qu'il est important avant tout de présenter globalement. Il s'agira donc pour nous dans ce chapitre de présenter la genèse et l'historique d'Isotech, ainsi que son organisation interne et son environnement
1. Genèse
Créée en octobre 2007 comme Ets Isotech signifiant techniques répondant aux normes ISO, internationales, ce n'est encore qu'un secrétariat-bureautique avec de grandes ambitions. C'est ainsi que 3 mois plus tard, il commence avec la vente des consommables informatiques.
2. Historique
> De 1994 à 2007, avec la spécialisation de la société Zarathoustra dans le domaine informatique, il se crée un service technique chargé d'assurer la maintenance préventive et curative du matériel présent dans ladite structure.
> En 2007, ce service technique se détache de cette entreprise pour former à elle seule un établissement à part entière spécialisé dans le secrétariat-bureautique et la maintenance informatique.
> 3 mois plus tard, Isotech évolue au rang de fournisseur de consommables informatiques tout en restant toujours le service technique de Zarathoustra.
3. Missions
Isotech fournit une gamme de produits et de services de qualités, à des prix justes qui répondent aux besoins des entreprises. Isotech cherche à répondre aux besoins des entreprises leur permettant ainsi d'accéder aux nouvelles technologies dans le cadre de leurs activités, afin de leur permettre d'1tre compétitifs sur les marchés à l'échelle nationale et internationale. Son objectif est de faire de l'entreprise une référence au Cameroun en travaillant de manière à satisfaire tous leurs clients et à réaliser des profits permettant aux employés d'atteindre leurs objectifs personnels.
Isotech s'est aussi fixé une mission à dimension sociale, en développant des offres à des coûts moindres ou gratuites, destinées à renforcer ses relations avec ses clients et à venir en appui à certains d'entre eux ayant des moyens limités.
4. Situation géographique
Isotech est situé à Akwa boulevard de la république face pharmacie des hôpitaux entrée rue Bebey Eyidi.
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5. Fiche d'identification
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Raison sociale |
Isotech |
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Statut juridique |
Etablissement |
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Date de création |
octobre 2007 |
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Domaines de compétences |
maintenance matérielle et logicielle des périphériques informatiques (ordinateur, imprimante, etc.), secrétariat et bureautique, réseau |
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Numéro de contribuable |
P046600150094Q |
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Siège |
Akwa boulevard de la république face pharmacie des hôpitaux |
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Code postal |
5451 Douala-Cameroun |
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Téléphone/Fax |
(237) 33-43-22-79 |
6. Organisation
Isotech est dirigée par un directeur général et comporte en son sein un service de maintenance et réseaux informatique (technique), un service commercial et administratif, un secrétariat. Le service administratif et commercial gère la partie financière de l'entreprise et s'occupe des relations clients et des marchés.
Le service technique est la partie opérationnelle de la société. Il se charge d'effectuer les services demandés par les clients et a effectuer des déplacements si nécessaire. C'est au niveau de ce service qu'on a eu a effectuer notre stage.
Isotech est en partenariat avec d'autres entreprises comme Zarathoustra, pour la fourniture des matériels.
7. Organigramme
Attachée de direction (secrétaire)
Directeur général
Service commercial
Service technique
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8. Plan de localisation
Figure 1: Plan de Localisation d'Isotech
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Les systèmes de vidéosurveillance obéissent presque tous a un même schéma de base englobent tout un ensemble de d'équipement orientes sécurité et peuvent être réparties en 2 (deux) grands groupes :
- Les systèmes de vidéosurveillance analogique - Les systèmes de vidéosurveillance IP
- Les systèmes « hybrides »
A leur début les systèmes de vidéosurveillance étaient entièrement analogiques c.-àd. dire que la transmission se faisait comme celle des signaux de télé
Les systèmes de vidéosurveillance analogiques utilisent des caméras vidéo analogiques avec sortie coaxiale. Pour visualiser les images dans de tel systèmes, on connecte généralement un moniteur directement sur la camera via sa sortie coaxiale. Sur cette même sortie un magnétoscope peut être branchés pour enregistres les images. Les cameras analogiques sont des sons des caméras équipées d'une connection coaxiale et qui diffusent tel quel les images qu'elles captent.
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Figure 2: Stockage déporté
La vidéo sur IP, souvent appelée IP-Surveillance, est un système permettant à ses utilisateurs de visualiser et d'enregistrer des images vidéo via un réseau IP (LAN/WAN/Internet).
À la différence des systèmes analogiques, la vidéo sur IP utilise le réseau informatique plutôt qu'un système de câblage point-à-point pour transmettre les informations. Le terme vidéo sur IP englobe à la fois les sources vidéo et audio véhiculées par le système. Dans une application de vidéo sur IP, les flux d'images vidéo numériques peuvent être transférés n'importe oü dans le monde via un réseau IP sécurisé, câblé ou sans fil, permettant une visualisation et un enregistrement vidéo en tout point du réseau.
La vidéo sur IP permet aux utilisateurs d'obtenir a tout instant et en tout lieu des informations sur une opération en cours, et de la suivre en temps réel. Cette caractéristique en fait une technologie idéale pour assurer le contrôle des installations, des personnes et des locaux, sur place ou à distance comme le contrôle de la circulation, le contrôle des lignes de production ou le contrôle des points de vente.
Divers outils sont généralement utilises dans ce type de systèmes : - Les cameras réseau
Une caméra réseau peut être définie comme l'association d'une caméra et d'un ordinateur. Elle capte et transmet des images en direct sur un réseau IP, ce qui permet aux utilisateurs autorisés de suivre en local ou a distance, d'enregistrer et de gérer la vidéo a l'aide d'une infrastructure réseau IP standard.
Une caméra réseau possède sa propre
adresse IP. Connectée au réseau, elle intègre
notamment
un serveur web, un client FTP, un client e-mail, la gestion des alarmes,
des
possibilités de programmation, et bien plus encore. Une
caméra réseau n'a pas besoin d'être
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connectée à un PC : elle fonctionne de façon indépendante et peut être installée en tout lieu disposant d'une connexion au réseau IP.
Outre ses fonctions vidéo, la caméra réseau possède bien d'autres fonctions permettant notamment la transmission d'autres types d'informations via la même connexion réseau : entrées et sorties numériques, audio, ports série pour des données série ou mécanismes de contrôle des mouvements en panoramique/inclinaison/zoom.
Ces dernières années, les caméras réseau ont rattrapé la technologie analogique et répondent aujourd'hui aux mêmes exigences et spécifications. Les caméras réseau ont même dépassé les caméras analogiques en termes de performances, grâce a l'intégration d'un ensemble de fonctions avancées, que nous évoquerons plus loin.
- Les logiciels de gestion vidéo
Un logiciel de gestion vidéo fonctionnant sur un serveur Windows ou Unix/Linux est un outil qui permet de gérer les images vidéo, de les analyser et de les enregistrer. Tout un ensemble de logiciels permettent de répondre aux demandes des utilisateurs. Pour la plupart des applications vidéo, un navigateur web standard assure l'affichage de la vidéo via l'interface web intégrée a la caméra réseau ou au serveur vidéo, et sera suffisant si le système ne comprend qu'un nombre restreint de caméras.
Pour visualiser simultanément plusieurs caméras, un logiciel de gestion vidéo spécifique est nécessaire. Sous leur forme la plus simple, ces logiciels permettent l'affichage en direct, l'enregistrement et la consultation des séquences vidéo. Les versions plus élaborées englobent par exemple les fonctions suivantes :
Affichage et enregistrement simultanés de séquences directes en provenance de plusieurs caméras
Différents modes d'enregistrement : continu, planifié, détection des alarmes et des mouvements
Prise en charge de fréquences d'image élevées et de données en grandes quantités Fonctions de recherche multiples des séquences enregistrées
Possibilité d'accès distant via un navigateur web, une application cliente ou même un PDA Contrôle des caméras PTZ et dôme
Fonctions de gestion des alarmes (alarmes sonores, messages affichés ou e-mail) Support audio duplex en temps réel
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Les systèmes mentionnés ici sont des systèmes réunissant des systèmes analogiques et des réseaux IP. Ceci permet par exemple d'étendre un système analogique afin de le rendre plus efficace, de l'ouvrir sur l'extérieur. Ils sont généralement caractérisés par la présence d'un serveur vidéo. Un serveur vidéo permet de migrer vers un système de vidéo sur IP en conservant les installations analogiques existantes et en leur octroyant de nouvelles fonctionnalités. Il permet par ailleurs d'éliminer certains équipements spécifiques (câbles coaxiaux, moniteurs ou enregistreurs numériques), ceux-ci devenant en effet superflus puisque les enregistrements vidéo peuvent se faire a l'aide de serveurs informatiques classiques. Un serveur vidéo possède en général de un à quatre ports analogiques pour la connexion de caméras analogiques, et un port Ethernet pour la connexion au réseau. Tout comme les caméras réseau, un serveur vidéo possède un serveur web intégré, une puce de compression et un système d'exploitation permettant la conversion des flux entrants en images vidéo numériques, ainsi que leur transmission et leur enregistrement sur le réseau informatique où elles pourront être visualisées et consultées plus facilement.
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Ce système ci par exemple est un système analogique qui a été intégré à un réseau informatique grâce au serveur vidéo (DVR).Ainsi il est désormais possible de visionner les images de ces cameras analogiques sur internet.
La qualité de l'image représente indéniablement l'un des éléments les plus importants, voire l'élément le plus important d'une caméra. Ceci est particulièrement vrai dans les domaines de la surveillance, de la sécurité et du contrôle distant, où des vies et des biens peuvent être en jeu. Contrairement aux caméras analogiques, les caméras réseau présentent non seulement des capacités de capture et d'affichage d'images, mais aussi de gestion et de compression numérique pour le transfert réseau. La qualité de l'image peut varier considérablement. Elle dépend d'un ensemble de facteurs tels que le choix de l'optique et du capteur d'images, les capacités de traitement et le niveau de complexité des algorithmes intégrés dans le microprocesseur.
Le capteur d'images de la caméra assure la transformation des signaux lumineux en signaux électriques. Une caméra peut intégrer un capteur d'images basé sur l'une des deux technologies suivantes :
CCD (Charged Coupled Device)
Les capteurs appelés CCD (Charged Coupled Device), ceux que l'on trouve sur la plupart des APN sont des systèmes à couplage de charge. Le transfert des informations s'effectue en décalant la charge électrique de l'image de photosite en photosite. Pour que cela fonctionne correctement, ces capteurs sont associés à une électronique d'horloge externe. Les CCD sont d'excellents systèmes d'imagerie mais sont chers à fabriquer.
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
Les capteurs CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) fonctionnent différemment, même si le principe de base reste le même. Les photosites, comme sur un CCD sont sensibles à la lumière et acquièrent une certaine charge électrique en fonction de la quantité de lumière reçue. Jusqu'ici pas de différence. Mais ensuite, a l'intérieur de chaque photosite, la charge générée quand la lumière frappe la micro cellule est convertie
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directement en tension utilisable. Par ailleurs, les CMOS sont moins chers à la fabrication que les CCD.
La compression des images et des données vidéo peut suivre deux approches différentes : lossless (sans perte) ou lossy (avec perte). Dans le cas d'une compression «lossless», c'est-à-dire sans perte, chaque pixel est maintenu intact. L'image obtenue après compression est donc identique a l'original. Cependant, le prix a payer est que le gain, en termes de réduction des données, est très limité. Un format de compression «sans perte» bien connu est le format GIF. Du fait de son faible taux de compression, ce format ne convient guère aux solutions de vidéo sur IP nécessitant l'archivage et la transmission de quantités importantes d'images. Voilà pourquoi plusieurs méthodes et normes de compression dites «lossy» ou «avec pertes» ont été développées. Le principe fondamental est de réduire les éléments invisibles a l'oeil humain et d'accroître ainsi considérablement le taux de compression.
Les méthodes de compression suivent également deux approches différentes par rapport aux normes de compression : compression des images fixes et compression vidéo.
Toutes les normes de compression des images fixes ont la particularité de se concentrer sur une seule image à la fois. La norme la plus connue et la plus répandue en la matière est JPEG.
Le mode de compression bien connu JPEG a été normalisé au milieu des années 1980, a l'initiative du Joint Photographic Experts Group. Grâce au format JPEG, il est possible de décompresser et de visualiser des images a l'aide d'un navigateur web standard. JPEG permet d'obtenir le degré de compression souhaité : le taux de compression est paramétrable.
La compression sélectionnée est directement liée à la qualité de l'image voulue. Outre le degré de compression, l'image elle-même influence également le taux de compression obtenu. Par exemple, un mur blanc peut produire un fichier image de taille relativement petite (et un taux de compression élevé), tandis que le même degré de compression appliqué à une scène complexe et chargée produira un fichier de plus grande taille, avec un taux de compression plus faible.
Plusieurs format ou normes de compression sont utilisés dans la vidéosurveillance :
M-JPEG est la norme la plus répandue parmi les systèmes de vidéo sur IP. Une caméra réseau, tout comme un appareil numérique permettant la capture d'images
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immobiles, saisit des images individuelles, et les compresse au format JPEG. Une caméra réseau peut ainsi capturer et compresser, par exemple, 20 images individuelles par seconde puis les envoyer sur réseau sous forme de flux continu pouvant être lu sur un poste de visualisation.
La technique de compression H.264 est conçue pour une transmission vidéo à débit fixe. L'inconvénient du débit fixe est que l'image perd de sa qualité lorsque les objets sont en mouvement. La norme H.264 était initialement destinée aux applications de vidéoconférence et non a la surveillance oü les détails ont plus d'importance que la régularité du débit.
La norme MPEG (fondée par le Motion Picture Experts Group à la fin des années 1980) est la plus connue des techniques de transmission directe audio et vidéo. Dans cette section, nous nous limiterons à la partie vidéo de la norme MPEG.
Le principe de base du MPEG consiste à comparer entre elles deux images compressées destinées à être transmises sur le réseau. La première des deux images servira de trame de référence. Sur les images suivantes, seuls seront envoyées les zones qui diffèrent de la référence. L'encodeur réseau reconstruit alors toutes les images en fonction de l'image de référence et de la «plage de différence».
MPEG-1 : Destiné a l'archivage de vidéos numériques sur cd, la fréquence plafonne a 25 images/s.
MPEG-2 : Destinée à la vidéo numérique de qualité supérieure (DVD), à la télévision haute définition (HDTV), aux supports d'enregistrement interactifs (ISM), le format MPEG-2 visait à accroître la technique de compression de la norme MPEG-1 afin de couvrir des images plus grandes et de meilleure qualité, mais aux dépens d'un taux de compression plus faible et d'un débit d'images plus rapide. La fréquence est plafonnée à 25 (PAL)/30 (NTSC) images par seconde, tout comme en MPEG-1.
MPEG-4 représente une évolution substantielle par rapport au format MPEG-2. Les outils permettant de réduire le débit d'images de manière a atteindre une certaine qualité pour une application ou une scène déterminée sont beaucoup plus nombreux en MPEG-4. En outre, la fréquence n'est plus limitée a 25 ou 30 images par seconde. Soulignons cependant que la plupart des outils actuels permettant de réduire le débit ne concernent que les applications en temps réel. Ceci est dû au fait que ces outils requièrent des capacités telles que les durées d'encodage et de décodage (temps de latence) les rendent quasiment impossibles a utiliser a d'autres fins que pour l'encodage de films en studio, de films d'animation, etc.
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Avantages et limitations respectifs des normes Motion JPEG, MPEG-2 et MPEG-4
De par sa simplicité, la norme très répandue M-JPEG (Motion JPEG), utilisée en standard dans de nombreux systèmes, représente souvent un choix judicieux. Le délai entre la capture de l'image par la caméra, l'encodage, le transfert sur le réseau, le décodage et l'affichage final a l'écran est limité. En d'autres termes, M-JPEG produit un temps de latence plus faible du fait de sa simplicité (compression des images et images individuelles entières). Il convient donc aux applications de traitement d'image et, notamment, a la détection des mouvements et la localisation des objets. Toutes les résolutions d'images disponibles en pratique, depuis les images adaptées aux téléphones portables (QVGA) jusqu'aux images vidéo en taille réelle (4CIF) ou supérieure (mégapixels), sont possibles en M-JPEG. Quels que soient le mouvement ou la complexité de l'image, le système garantit la qualité tout en permettant de choisir entre une qualité supérieure (faible compression) ou inférieure (compression élevée).
Quant aux fichiers images, leur petite taille ne réclame qu'un faible débit et n'utilise qu'une faible bande passante. La fréquence d'image peut facilement être réglée afin de limiter la bande passante utilisée sans pour autant nuire à la qualité de l'image.
Cependant, le format Motion JPEG génère des volumes de données images assez importants à destination du réseau. Sur ce plan, MPEG présente l'avantage d'envoyer sur le réseau un volume moins important de données par unité de temps (débit) que M-JPEG, sauf à des fréquences peu élevées, comme décrit ci-dessous. Lorsque la bande passante disponible est limitée ou si la vidéo doit être enregistrée à fréquence élevée alors que l'espace de stockage est limité, MPEG s'avère plus indiqué. MPEG offre une qualité d'image relativement élevée pour un débit plus faible. Néanmoins, cette consommation moins importante de la bande passante se fait au prix d'encodages et de décodages plus complexes, qui affectent à leur tour les temps de latence par rapport à M-JPEG.
Remarque : MPEG-2 et MPEG-4 sont tous deux soumis à des droits de licence.
1. Résolution d'affichage
Analogique ou numérique, la résolution répond aux mêmes critères. Ce qui diffère, c'est la manière de la définir.
1.1 Résolutions NTSC et PAL
En Amérique du Nord et au Japon, la toute première norme en matière de vidéo analogique correspond à la norme NTSC (National Télévision System Committee). En Europe, c'est la norme PAL (Phase Alternation by Line). Ces normes proviennent toutes deux de l'industrie télévisuelle. La résolution offerte par la norme NTSC est de 480 lignes, pour une fréquence de rafraîchissement de 60 champs entrelacés par seconde (ou 30 images complètes par seconde). La résolution offerte par la norme PAL est de 576 lignes, pour une fréquence de rafraîchissement de 50 champs entrelacés par seconde (ou 25 images com-
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plètes par seconde). Dans les deux cas, la quantité totale d'informations par seconde est la même.
Quand on numérise une vidéo analogique, le nombre maximum de pixels pouvant être créés dépend du nombre de lignes TV disponibles pour la numérisation. En NTSC, les images numérisées font au maximum 720x480 pixels. En PAL, leur taille est de 720x576 pixels (Da1). La définition la plus courante est 704x576 (PAL) ou 704x480 (NTSC) pixels en 4CIF, ou 704x240 (NTSC) ou 704x288 (PAL) en 2CIF, soit le nombre de lignes horizontales divisé par 2. Dans la majorité des cas, chaque ligne horizontale s`affiche en double (line doubling) a l`écran, de manière a préserver les rapports de l`image. Cette méthode permet d`éviter le flou de mouvement lié au balayage entrelacé.
On utilise aussi parfois un quart d'image CIF ou QCIF (quart de CIF).
Figure 3: Résolutions NTSC et PAL
1.2 Resolution VGA
L'arrivée des caméras réseau permet désormais de concevoir des systèmes entièrement numériques permettant de dépasser les limitations du NTSC et du PAL. Plusieurs nouvelles résolutions dérivées du monde de l'informatique ont ainsi vu le jour, offrant une flexibilité accrue. Elles font aujourd'hui partie des normes reconnues mondialement.
VGA est l'abréviation de Vidéo Graphics Array, un système d'affichage graphique initialement prévu pour les ordinateurs et mis au point par IBM. La résolution est de 640x480 pixels, soit un format fort semblable aux formats NTSC et PAL. La définition VGA convient en principe mieux aux caméras réseau, étant donné que la vidéo est généralement destinée a être vue sur l'écran d'un ordinateur, aux résolutions VGA ou VGA multiplié. Très proche du format CIF par sa taille, le format QVGA (quart de VGA) en résolution 320x240 pixels est aussi fréquemment utilisé. Le format QVGA est parfois aussi appelé résolution SIF
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(Standard Interchange Format), que l'on confond facilement avec le format CIF. D'autres résolutions liées au VGA comprennent : XVGA (1024x768 pixels) et 1280x960 pixels, quadruple VGA, qui offrent des résolutions de l'ordre du mégapixel.
1.3 Résolution MPEG
La résolution MPEG concerne en général l'une des résolutions suivantes :
704x576 pixels (PAL 4CIF) 704x480 pixels (NTSC 4CIF) 720x576 pixels (PAL ou D1) 720x480 pixels (NTSC ou D1)
Figure 4: Résolutions MPEG
1.4 Résolution en mégapixels
Plus la résolution est élevée, plus l'image sera détaillée. Il s'agit-là d'un principe très important à prendre en compte dans les applications de vidéosurveillance, où une haute résolution d'image peut permettre d'identifier un malfaiteur. La résolution maximale en NTSC et en PAL sur caméra analogique, après numérisation du signal vidéo sur enregistreur numérique ou sur serveur vidéo, est de 400 000 pixels (704x576 = 405 504). 400 000 correspond à 0,4 mégapixel.
Si l'industrie de la vidéosurveillance a pu pallier a ces limitations jusqu'à aujourd'hui, les caméras réseau permettent dorénavant des résolutions supérieures. Un format mégapixel bien connu est le format 1280x1024, qui offre une résolution de 1,3 mégapixel, soit 3 fois plus qu'une caméra analogique. On trouve également des caméras de 2 et de 3 mégapixels, et des résolutions supérieures devraient voir le jour a l'avenir.
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Les caméras réseau ont l'avantage de proposer différents rapports largeur-hauteur. Les systèmes CCTV utilisent le rapport de 4:3, tandis que les écrans de cinéma et les écrans larges ont un rapport de 16:9. Les parties supérieure et inférieure des images étant en général sans intérêt mais occupant tout de même de précieux pixels, ce rapport a l'avantage d'économiser la bande passante et l'espace de stockage. Une caméra réseau permet d'utiliser n'importe quel rapport.
Elles permettent en outre de réaliser des mouvements panoramiques/inclinaisons/zooms numériques sans perte de résolution, en laissant à l'opérateur le choix de la partie des images mégapixels a afficher. Aucun mouvement mécanique n'est nécessaire sur la caméra. D`oü une fiabilité accrue.
2. Stockage
L'émergence des systèmes de vidéo sur IP implique une utilisation de plus en plus importante d'espace disque. Ceci pose un certain nombre de questions, et notamment celle de savoir quel espace disque sera nécessaire et comment assurer un stockage sûr. Plusieurs approches sont possibles à la question du stockage :
- Le stockage sur disque optique :
Certains DVR sont équipés de graveur de DVD afin d'enregistrer les données vidéo sur des supports optiques .Mais cette solution peut s'avérer couteuse et fatigante car un agent de maintenance doit toujours être présent.
- Le stockage embarque :
Ici il est question d'enregistrer les flux vidéo directement sur le disque dur du DVR ou alors sur le disque dur du PC exécutant l'application de gestion vidéo.
Avec cette solution ci il reste le problème de l'espace disque généralement réduit dans les PC et aussi celui des crashs de disque dur, aussi est-il mieux d'utiliser des systèmes conçus pour le stockage et fournissant une plus grande sécurité.
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- Le stockage déporté :
Le stockage déporté fait référence à des structures, des configurations systèmes mises sur pied exprès pour le stockage de données, et offrant une plus grande sécurité pour les données en cas de problème. Il peut s'agir ici par exemple d'un serveur FTP, de configurations RAID disponibles sur le réseau, ou même de simples partages sur le réseau.
Tout système de vidéosurveillance pose certaines questions majeures quant au respect de la vie privée. L'intelligence vidéo et les caméras réseau peuvent apaiser certaines inquiétudes à ce sujet. Contrairement aux caméras en circuit fermé, qui ne transmettent qu`un seul flux vidéo pouvant être intercepté, une caméra réseau est capable de crypter la vidéo qu`elle transmet sur le réseau, de manière a ce qu`elle ne puisse être ni visualisée, ni manipulée d`aucune façon. Le système peut également être configuré pour authentifier la connexion avec des certificats de cryptage qui acceptent uniquement une caméra réseau spécifique, ce qui permet d`éliminer la possibilité de piratage de la ligne. il est également possible d`utiliser des techniques telles que l`estampillage et le tatouage numérique qui per-met l`insertion d`informations numériques.
3. Gestion vidéo
6.1. Gestion vidéo - surveillance et enregistrement
La gestion vidéo d'un système de vidéo englobe des activités de visualisation, gérées a l'aide d'un navigateur web ou d'un logiciel de gestion vidéo spécifique, ainsi que des activités d'enregistrement vidéo pouvant être menées a l'aide d'un logiciel de gestion vidéo installé sur PC ou a l'aide d'un enregistreur vidéo sur IP.
6.2. Visualisation via l'interface web
Dans un système de vidéo sur IP, la vidéo
peut être visualisée en tout point du réseau
à
condition d'avoir accès a un navigateur web. Chaque
caméra intègre un serveur web
disposant d'une adresse IP. Pour
visualiser les images sur PC, il suffit donc d'ouvrir le
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navigateur web et de saisir l'adresse IP de la caméra dans la zone d'adresse et de s'y connecter.
6.3. Visualisation via logiciel de gestion vidéo
Bien que la vidéo puisse être visualisée directement sur un navigateur web standard, un logiciel de gestion vidéo peut aussi être installé si l'on souhaite bénéficier d'options d'affichage plus spécifiques ou si l'on souhaite pouvoir archiver et gérer les enregistrements vidéo. Il existe sur le marché une multitude de solutions applicatives, allant des solutions indépendantes pour un seul PC aux logiciels client/serveur avancés, fonctionnant en mode multi-utilisateurs. Ces différentes solutions proposent en général des options de vidéosurveillance, de gestion d'événements et d'alertes par sirène ou e-mail par exemple en cas d'alarme.
6.4. Enregistrement vidéo
Il y a différentes façons d'enregistrer les séquences vidéo sur IP : Pour les opérations simples, les options proposées sur la caméra réseau sont suffisantes pour enregistrer les images ou la vidéo en fonction d'événements programmés ou dès qu'ils surviennent. Les images sont ensuite chargées sur un serveur FTP ou sur le disque dur d'un ordinateur.
Un enregistreur vidéo sur IP peut être utilisé pour rassembler les flux de données en provenance des caméras réseau distantes et des serveurs vidéo et pour les stocker sur un disque dur. L'outil utilisé pour l'enregistrement vidéo sur IP peut être un PC standard en réseau ou un serveur de disques durs équipé d'une application réservée à cet effet.
7. Les technologies réseau IP
Le protocole Internet (Internet Protocol, ou IP) est le protocole de communication entre ordinateurs le plus utilisé de nos jours. Il sert de base à la communication par Internet, par messagerie, web et multimédia. L'une des raisons de son succès tient a son adaptabilité. IP convient en effet aussi bien aux infrastructures de petite taille qu'aux entreprises de grande envergure et est accepté par un nombre croissant d'équipements et de technologies puissantes, économiques et éprouvées.
Cette partie vous donne un aperçu des différentes technologies IP utilisées, afin de profiter pleinement des systèmes vidéo sur IP.
7.1. Ethernet
Aujourd'hui, dans le domaine de la vidéosurveillance, les équipements utilisent largement la technologie TCP/IP et sont généralement connectés entre eux via un réseau Ethernet. Ethernet permet de bénéficier d'un réseau rapide, moyennant un coût raisonnable. La plupart des ordinateurs actuels intègrent en standard une interface Ethernet ou acceptent facilement une carte d`interface réseau (NIC) Ethernet.
Principales normes Ethernet:
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- Ethernet 10 Mbit/s (10 Mbps) - Fast Ethernet (100 Mbit/s)
- Gigabit Ethernet (1000 Mbit/s)
7.2. Power over Ethernet
Power over Ethernet (PoE), ou l'alimentation électrique par câble Ethernet, est une technologie qui permet d'alimenter les infrastructures LAN standard. Les équipements réseau, tels que les téléphones IP ou les caméras réseau, sont ainsi alimentés par le même câble que celui qui sert à établir la connexion réseau. Certaines cameras réseaux utilisent ce système d'alimentation car ce n'est pas toujours chose aisée que de trouver des prises électriques à tout point du réseau.
8. Autres fonctionnalités
8.1. Détection de mouvements
La détection de mouvements est une façon de définir l'activité d'une scène en analysant les données de l'image et en déterminant les différences entre une série d'images.
Détection de mouvements dans les systèmes avec enregistreurs numériques (DVR)
Les caméras sont reliées a l'enregistreur numérique qui assure la détection de mouvements sur chaque flux d'images vidéo. L'enregistreur peut ainsi réduire la quantité d'enregistrement vidéo, traiter les enregistrements par ordre de priorité et utiliser le mouvement d'une zone précise de l'image comme terme pour la recherche d'événements. Malheureusement, la détection de mouvements est un processus fort gourmand en ressources, qui peut alourdir considérablement l'enregistrement numérique lorsqu'elle concerne un nombre important de canaux.
Détection de mouvements dans les systèmes de vidéo sur IP
Intégrée aux caméras réseau ou aux serveurs vidéo, la fonction de détection de mouvements présente d'importants avantages par rapport au scénario évoqué ci-dessus. En particulier, elle est effectuée par la caméra réseau elle-même ou sur le serveur vidéo. On évite ainsi la sollicitation d'autres équipements d'enregistrement du système tout en permettant la mise en oeuvre d'une surveillance axée sur la notion d'événements. Dans ce cas, aucune séquence (ou juste les séquences a basse fréquence) n'est envoyée a l'opérateur ou au système d'enregistrement tant qu'aucune activité n'a été détectée dans la scène.
Avantages de la détection de mouvements menée directement sur la «cible» (c'est-à-dire la caméra réseau ou le serveur vidéo) par rapport aux systèmes d'analyse centrale, comme les enregistreurs vidéo numériques :
Conservation de la bande passante
Moindre consommation des ressources sur le serveur d'enregistrement
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Gain d'espace de stockage
Possibilité d'interaction de la caméra avec d'autres systèmes via les ports entrée/sortie (par exemple, le déclenchement d'alarmes)
8.2. Entrées et sorties numériques
Parmi les caractéristiques propres aux produits de vidéo sur IP, il convient de mentionner leurs entrées et sorties numériques intégrées, pouvant être gérées à partir du réseau. Les sorties peuvent être utilisées pour déclencher différents mécanismes, soit sur un PC distant, soit de façon automatique, suivant un schéma défini sur la caméra. Les entrées peuvent, quant à elles, être configurées de manière à réagir à des capteurs externes, notamment les capteurs à infrarouge ou le bouton-poussoir déclenchant la transmission vidéo.
Les entrées et sorties peuvent également être utilisées avec des détecteurs d'alarme par exemple, afin d'éviter les transmissions vidéo inutiles tant que le détecteur fixé a la caméra ne se déclenche pas.
Figure 5: Utilisation des entrées/sorties
numériques - une caméra réseau reliée à un
contact pour porte/fenêtre ou à un
système
d'alarme
Entrées numériques
L'éventail d'équipements pouvant être connectés sur le port d'entrée d'une caméra réseau est quasiment infini. La règle de base est que tout équipement capable de passer d'un circuit ouvert a un circuit fermé est susceptible d'être branché sur une caméra réseau ou un serveur vidéo.
Sorties numériques
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La fonction première d'un port de sortie est de permettre a la caméra de déclencher certains équipements, soit de façon automatique, soit par contrôle distant via un opérateur humain ou une application.
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Figure 6:Videosurveillance avec Magnétoscopes traditionnels
Un système de vidéosurveillance analogique utilise une caméra vidéo analogique avec sortie coaxiale qui la relie a un moniteur analogique, lequel restitue l'image a partir du signal vidéo transmis par la caméra. Pour enregistrer ces images vidéo, on utilise un magnétoscope traditionnel.
Dans le cas de systèmes analogiques d'envergure, un quad ou multiplexeur peut être connecté entre la caméra et le moniteur. Ce quad/multiplexeur permet alors de visualiser et d'enregistrer le contenu de plusieurs caméras sur un même moniteur et magnétoscope, mais selon une fréquence d'image cependant inférieure.
Ce système est de nos jours obsolète.
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Figure 7:Videosurveillance analogique avec enregistreur numérique
Un système de vidéosurveillance analogique peut être couplé à un enregistreur numérique ou « digital )).Avec ce dispositif, l'enregistrement vidéo ne se fait plus sur bandes magnétiques, mais sur des disques durs où les séquences vidéo sont numérisées et compressées de manière à emmagasiner quotidiennement un gros volume d'images. Par ailleurs, la plupart des enregistreurs numériques disposent de plusieurs entrées vidéo (4, 9 ou 16), ce qui leur permet d'intégrer d'emblée les fonctionnalités du quad ou des multiplexeurs.
Ce système ci pourrait être idéal si l'on ne dispose pas d'un réseau informatique existant et un budget restreint. Son principal avantage est qu'il est entièrement `sédentaire'.
Figure 8: Vidéosurveillance analogique avec enregistreur numérique réseau
Il est possible de configurer un système de vidéosurveillance analogique passant par un
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enregistreur numérique en réseau grâce à une connexion via un port Ethernet. La vidéo étant numérisée et compressée sur l'enregistreur numérique, les images peuvent ainsi être transportées sur un réseau informatique pour visualisation sur PC distant. Sur certains systèmes, la restitution des images vidéo requiert un client Windows spécifique. Sur d'autres, il suffit d'un navigateur web standard, plus flexible pour une visualisation à distance. Les enregistreurs numériques en réseau permettent donc la visualisation d'images vidéos à distance sur PC et le contrôle du système (de prise de vue/de la caméra) à distance.
Figure 9: Vidéosurveillance IP avec Serveur Video
La plupart des nouveaux systèmes de vidéosurveillance fonctionnent sur réseaux IP. Associés à un serveur vidéo, ils comprennent une caméra analogique, un serveur vidéo, un commutateur réseau et un PC équipé d'outils de gestion vidéo. Le serveur vidéo sert de pierre angulaire : il assure la migration du système de vidéosurveillance analogique vers une solution de vidéosurveillance sur IP .Ainsi, la caméra analogique est branchée sur le serveur vidéo, lequel assure la numérisation et la compression des séquences vidéo. De son côté, le serveur vidéo est connecté sur le réseau informatique qui transporte les images vidéos vers un PC ou un serveur via un commutateur réseau. Les images vidéo sont alors enregistrées sur le disque dur du PC. Ce type de système permet l'enregistrement hors site, et de faire évoluer le système, une caméra à la fois.
Ce système a l'avantage de coupler des caméras vidéo analogiques à un réseau informatique et n'est pas très couteux. Cependant le problème ici pourrait venir de la capacité d'extension du système. En effet un DVR, par exemple a un nombre fixe de connection coaxiale pour cameras et ci ce nombre est atteint il faut changer de DVR pour un autre avec plus de ports.
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Figure 10: Vidéosurveillance avec cameras réseaux
Il s'agit d'un système entièrement numérique dans lequel les images vidéo sont transmises sur réseau IP a l'aide de caméras réseau. Une caméra réseau associe une caméra numérique et un ordinateur, et permet la numérisation et la compression vidéo. Les images vidéo sont acheminées par réseau IP via les commutateurs réseau, pour être restituées et enregistrées sur un PC/serveur standard a l'aide d'outils de gestion vidéo.
Ce système ci est certes le plus onéreux de tous, mais le plus flexible, le plus efficace, et le plus difficile à gérer car pour un parc avec plein de camera réseau, il faut les configurer une par une et cela peut s'avérer lassant.
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Situé en plein centre-ville dans le quartier Bali, Rue de la joie, se dresse l'immeuble Folepe. L'immeuble Folepe est un bâtiment de 8 (huit) étages abritant sur 7 (sept) étages des appartements d'habitation et au premier les prochains bureaux de l'entreprise Zarathoustra de Douala.
Au vu des antécédents « malfamés » de ce quartier , nous avons trouvé bon de mettre en place un maximum de mesures de sécurité afin de fournir un service de qualité à nos clients. Au nombre de ces mesures de sécurité figure la Vidéosurveillance.
L'objectif premier vise ici est l'implémentation d'une solution technique visant a augmenter sensiblement le niveau de sécurité déjà présent.
Voici les caractéristiques principales formant la ligne directrice du projet :
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Mettre en place un système discret Donner la possibilité a chaque client de surveiller l'extérieur Pouvoir garder une trace de toutes les entrées et sorties dans l'immeuble Avoir un accès au cameras de tout point du réseau Avoir un système sécurise par couple login/password |
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Figure 11: DVR IPTEC
Caractéristiques
Compression H.264
Affichage a 480 images/sec max partage entre les cameras Enregistrement a 240 images/sec partage entre les cameras Différents modes d'enregistrements
Support pour souris USB
4 Entrées Audio / 1 Sortie Audio
Figure 12: IPB-331
Caractéristiques :
Capteur 1/3 `' CCD
Résolution 480 TVL (Couleur) 720 TVL (N/B) Rayon Maximal 15 Mètres
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Lors de notre déploiement, nous avons utilisé 2 (deux) DVR, l'un de 16 ports et l'autre de 8 ports. Le DVR de 8 ports est connecté seulement aux cameras extérieures et est visionne par la sécurité de l'immeuble et les habitants des appartements tandis que celui de 16 port est connecte à toutes les cameras (les cameras partagées entre les 2 (deux) DVR utilisent des connecteurs en T), mais ne peuvent être visionnées que par la sécurité.
Pour bien opérer le DVR afin qu'il soit pleinement fonctionnel, il y'a des paramètres de base qui doivent être définis :
- L'adressage réseau : Il est d'ordinaire en DHCP mais peut également avoir une adresse statique sur le réseau
Figure 13: Adressage Réseau
- La configuration FTP : Il est essentiel car outre son disque dur le DVR est capable d'effectuer des sauvegardes à distances. Ici on entre l'adresse du serveur FTP ainsi que les informations de connexion.
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Figure 14: Configuration FTP
- La configuration Mail : Elle est utilisée lorsque le système doit envoyer
d'alertes par mail à l'administrateur. Ici on entre les infos de convection et le nom du serveur de messagerie
Figure 15: Paramétrage SMTP
Elle permet de créer et/ou de modifier des comptes d'utilisateurs pour se connecter au DVR. Chacun de ces comptes disposant d'un niveau de privilèges.
Figure 16: Fenêtre de gestion des utilisateurs
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Pour la visualisation on dispose de 3 modes selon l'équipement utilise :
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Le logiciel de visualisation Video Viewer de EagleEyes |
Le logiciel Video Viewer est un logiciel gratuit distribue par EagleEyes, qui permet de visualiser les flux provenant d'un DVR sur le réseau et aussi d'enregistrer ces flux sur le disque dur de la machine locale. Pour pouvoir accéder au DVR à partir de Video Viewer il faut au préalable disposer d'un couple nom d'user/mot de passe existant sur le DVR. Ce logiciel peut s'installer aussi bien sur une machine Windows, une machine Unix, une machine MacOs, que sur un téléphone portable équipé de l'OS Symbian, Apple iOS, Androïd ou BlackBerry
Figure 17: EagleEyes Video Viewer
L'écran TV
Vu qu'il existe un réseau de télévision dans l'immeuble nous avons jugé bon de pourvoir les appartements de prises de télévisions directement connectes au système de vidéosurveillance afin qu'ils aient s'ils le veulent une vue sur leur extérieur.
L'interface Web
Pour pouvoir se connecter à l'interface Web comme avec Video Viewer, l'on doit disposer d'un compte d'utilisateur. Et comme pour Video Viewer l'interface varie selon le niveau de privilège qu'à l'utilisateur
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Figure 19: Visionnage via Interface Web
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Figure 18: Fenêtre de connection via l'interface Web du DVR
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Par défaut, l'enregistrement de tous les flux, venant de toutes les caméras, à toute heure de la journée, est fait directement sur le disque dur du DVR. Cependant, le DVR peut être configure pour ne faire des enregistrements sur son disque dur qu'a des moments cruciaux de la journée. Chaque utilisateur disposant du logiciel de gestion vidéo Video Viewer peut choisir de faire des enregistrements sur son disque dur à lui.
Figure 20: Fenêtre de gestion des enregistrements avec Video Viewer sur le disque de l'utilisateur
Figure 21:Configuration des plages d'enregistrements du DVR
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La vidéosurveillance ne date pas d'aujourd'hui. Analogique a ses débuts elle est de nos jours de plus en plus numérisée. L'avènement des réseaux IP (Internet Protocol) a haut débit et la numérisation des images ouvrent la voie a quantité d'applications innovantes et très performantes. L'industrie de la vidéosurveillance englobe aujourd'hui toute une variété de systèmes et d'équipements.
Ce projet nous a permis de connaître tous les contours d'un système de vidéosurveillance, les paramètres qui interviennent dans la conception d'un système complet et sécurisé et aussi de voir des exemples de systèmes de vidéosurveillance utilisés de nos jours. Nous déplorons le fait de n'avoir pas pu réaliser un système un peu plus évolué que celui que nous avons expérimenté en fin de projet; Cela a cause d'une difficulté d'acquisition du matériel nécessaire et du fait que nous voulions plus axé notre projet sur une étude des systèmes de vidéosurveillance en général et de tous les paramètres qui interviennent.
En dehors de cela nous n'avons pas rencontré de difficulté majeure ; nous avons pu récolter un grand nombre d'information et espérons que notre étude pourra servir a des fins de réalisation de projets d'implémentation de vidéosurveillance.
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Lors de la rédaction de ce rapport de stage nous avons eu à utiliser plusieurs ressources, parmi lesquelles :
- Cours de Introduction Aux Réseaux Informatiques, cours non publie de M. Charles Olivier Mambou, année 2009-2010
- Cours de Sécurité Réseau, cours non publie de M. Dongmo Hilaire, année 2010-2011
WEBOGRAPHIE
http://eagleeyescctv.com/soft.aspx?SoftID=s08 http://fr.wikipedia.org/wiki/Balayageentrelace http://fr.wikipedia.org/wiki/Capteurphotographique#LescapteursCMOS
http://www.telesatellite.com/lexique/index.asp?terme=Balayage+progressif++et+entrelac% E9
http://www.iptecworld.com/index.php?option=comcontent&view=article&id=87&Itemid= 97
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DEDICACE 1
REMERCIEMENTS 2
AVANT-PROPOS 3
INTRODUCTION GENERALE 7
CHAPITRE 1 : Présentation d'Isotech 8
1. Genèse 8
2. Historique 8
3. Missions 8
4. Situation géographique 8
5. Fiche d'identification 9
6. Organisation 9
7. Organigramme 9
8. Plan de localisation 10
CHAPITRE 2 : GENERALITES SUR LA VIDEOSURVEILLANCE 11
1. Les systèmes de vidéosurveillance 11
1.1 Les Systèmes Analogiques 11
1.2 La Vidéosurveillance sur IP 12
1.3 Les Systèmes `Analogiques/IP' 14
2. Production d'images 15
2.1 Capteurs CCD et CMOS 15
3. Compression 16
3.1 Normes de compression des images fixes 16
3.2 Normes de compression vidéo 16
3.2.1 (M-JPEG) Vidéo obtenue par une suite d'images JPEG ou Motion JPEG 16
3.2.2 H.264 17
3.2.3 MPEG 17
Avantages et limitations respectifs des normes Motion JPEG, MPEG-2 et MPEG-4 18
1. Résolution d'affichage 18
1.1 Résolutions NTSC et PAL 18
1.2 Résolution VGA 19
1.3 Résolution MPEG 20
1.4 Résolution en mégapixels 20
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2. Stockage 21
3. Gestion vidéo 22
6.1. Gestion vidéo - surveillance et enregistrement 22
6.2. Visualisation via l'interface web 22
6.3. Visualisation via logiciel de gestion vidéo 23
6.4. Enregistrement vidéo 23
7.1. Ethernet 23
7.2. Power over Ethernet 24
8. Autres fonctionnalités 24
8.1. Détection de mouvements 24
8.2. Entrées et sorties numériques 25
CHAPITRE 3 : Exemples systèmes de Vidéosurveillance 27
1. Système de Vidéosurveillance analogique avec magnétoscopes traditionnels 27
2. Système de vidéosurveillance analogique avec enregistreur numérique 28
3. Système de vidéosurveillance analogique avec enregistreur numérique réseau 28
4. Système de vidéosurveillance sur IP avec serveur vidéo 29
5. Système de vidéosurveillance sur IP avec caméras réseau 30
CHAPITRE 4 : PHASE APPLICATIVE : CAS D'UN DVR IPTEC DVR-16CH/8CH H.264 31
1. Analyse du besoin 31
1.1. Etude de l'existant 31
1.2. Objectif visé par l'intervention 31
1.3. Cahier de charges 31
2. Présentation 32
1.1 DVR-16CH H.264 32
1.2. Camera Analogique IPB-331 32
3. Installation et Configuration 33
3.1. Installation 33
3.2. Configuration 33
4. La Visualisation 35
5. Enregistrement 37
CONCLUSION 38
BIBLIOGRAPHIE 39
