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Norme EMVA

Vous souhaitez concevoir un système de vision ? Il vous faudra pour cela passer par une étape essentielle : le choix de la caméra adaptée à votre application, ce qui demande au préalable de sélectionner les critères de sélection.

Parmi la foule d'informations émanant des fabricants de caméras, l'utilisateur a souvent l'embarras du choix dans la sélection des critères pertinents pour son application qui l'aideront à choisir la caméra la mieux adaptée. Avec certains critères, la comparaison s'avère relativement simple à faire : comparer les données relatives au niveau de résolution, au format de couleur ou à l'interface se fait facilement. Mais dès que l'on souhaite par exemple comparer les mesures de sensibilité, la comparaison directe n'est souvent plus possible, car ces données ne sont pas standardisées.

C'est en grande partie pour cette raison que la norme EMVA 1288 a été créée. L'objectif était ici de définir une série de paramètres à indiquer obligatoirement pour une caméra ou un capteur, avec un procédé de mesure clairement défini. Cette norme est évolutive et continue de se développer afin de pouvoir couvrir à l'avenir de nouveaux paramètres. Pour cette raison, la norme présente une structure modulaire et signale des mesures qui doivent impérativement être effectuées, ainsi que d'autres, optionnelles. Dans sa version 3.0, la norme définit les groupes ci-dessous :

  • sensibilité, linéarité et bruit, critères obligatoires
  • courant d'obscurité, critère obligatoire (la dépendance de la température est optionnelle)
  • non-uniformité de capteur et pixel mort, critères obligatoires
  • sensibilité spectrale, critère optionnel

Cet article ne vous propose qu'un bref aperçu des mesures et des paramètres qui en résultent. Vous trouverez de plus amples informations dans la spécification de la norme EMVA 1288 sur le site www.emva.org

Généralités

La norme s'applique à toutes les caméras linéaires et matricielles et aux capteurs dont le comportement satisfait à un modèle linéaire. Cela signifie que le signal de caméra augmente de manière linéaire en même temps que l'intensité lumineuse linéaire. L'aménagement du test pour la mesure est également standardisé. Lors de ce test, la mesure correcte est effectuée sans objectif ni lentille, avec une source de lumière aussi homogène que possible et à une longueur d'onde définie (p.ex. une sphère d'Ulbricht avec éclairage LED à longueur d'onde de 525 nm).

Valeur de mesure Caméra A Caméra B
Total Quantum Efficiency (Efficacité quantique totale) 36 % 75 %
Temporal Dark Noise (Bruit d'obscurité temporel) 44 e- (électrons) 10 e- (électrons)
Absolute Sensitivity Threshold (Seuil de sensibilité absolu) 120 p~ (photons) 17 p~ (photons)
Saturation Capacity Max (Capacité max. de saturation) 25200 e- (électrons) 6900 e- (électrons)
Signal to Noise Ratio Max (Rapport max. signal/bruit) 44.0 dB 38.4 dB

Comparaison des résultats

Tous les résultats de la norme EMVA 1288 sont ensuite résumés dans une fiche technique ou un rapport. Les résultats concernant la sensibilité, la linéarité et le bruit (Sensitivity, Linearity and Noise) peuvent être utilisés pour évaluer une caméra ou comparer directement plusieurs caméras, sans pour cela disposer de connaissances approfondies de la norme EMVA 1288.

Exemple :

L'exemple donné nous montre que la caméra B est préférable à la caméra A lorsque les conditions d'éclairage sont mauvaises. En effet, un seuil minimal de 17 p~ (photons) suffit à la caméra B pour générer un signal utilisable. Cela résulte du faible bruit de seulement 10 e-, qui prédomine sur le signal avec peu de lumière détectable sur le capteur. Ceci est également dû à la valeur relativement bonne de Quantum Efficiency (efficacité quantique) de 75 %.

En revanche, la caméra B affiche une valeur maximale du rapport signal/bruit nettement plus mauvaise. S'il y a beaucoup de lumière, le bruit de cette dernière devient un facteur affectant largement le signal. Comme la valeur maximale du rapport signal/bruit dépend directement de la valeur de saturation maximale, c'est la caméra A qui présente sous cet angle les meilleures propriétés.

Cet exemple nous montre clairement que le choix de la caméra ad hoc suppose des conditions générales d'utilisation très précises et détaillées afin de pouvoir sélectionner les critères pertinents à la comparaison de différentes caméras. Il nous indique également qu'il est rare de pouvoir affirmer d'emblée quelle est la meilleure caméra, mais qu'il est toutefois possible de dire quelle caméra convient mieux pour telle ou telle application.