Spécifications des Sony STARVIS 2 IMX678/675 et guide d’achat de caméra embarquée

Si vous cherchez une caméra embarquée ou une caméra de sécurité, le terme Sony STARVIS 2 apparaîtra partout. Avec des phares plus lumineux et des conditions de conduite nocturne imprévisibles, disposer d’une vision nocturne fiable est désormais une nécessité absolue pour capturer des preuves exploitables.

Ce guide explique ce qu’est réellement STARVIS 2, quels sont ses principaux avantages, quelles caractéristiques méritent d’être comparées et en quoi diffèrent concrètement les principaux modèles de capteurs à rechercher, IMX678 (4K) et IMX675 (2K).

Qu’est-ce que Starvis 2

STARVIS 2 est une technologie de capteur d’image CMOS haute sensibilité lancée par Sony en janvier 2022, principalement conçue pour des applications telles que la vidéosurveillance, les caméras embarquées et les caméras automobiles, où une imagerie nocturne de haute qualité et une large plage dynamique sont essentielles. Elle se situe entre le STARVIS d’origine et le plus récent STARVIS 3 dans la gamme de Sony, et reste la technologie utilisée par la plupart des caméras embarquées haut de gamme actuelles.

STARVIS 2 constitue une évolution de la plateforme STARVIS, avec de nouvelles avancées en matière d’architecture des pixels, de sensibilité à la lumière et de capacités HDR, afin d’offrir une meilleure qualité d’image dans des conditions de faible luminosité. Par rapport à la génération précédente, STARVIS 2 améliore encore des performances d’imagerie essentielles, notamment la sensibilité en basse lumière et la plage dynamique.

Améliorations de STARVIS 2

Par rapport à la génération précédente, STARVIS 2 introduit plusieurs améliorations structurelles et liées à l’imagerie, qui permettent au capteur de mieux exploiter la lumière disponible et de capturer une plage plus étendue de niveaux de luminosité.

Les principales améliorations portent sur la capture de lumière, la sensibilité au proche infrarouge et les performances HDR, chacune répondant à un défi différent de l’imagerie en conditions réelles.

Meilleure capture de lumière

Reposant sur la structure de pixels CMOS rétroéclairée (BSI) introduite avec la technologie STARVIS d’origine, STARVIS 2 améliore la capture de lumière en augmentant la capacité de réception de lumière de la photodiode et en optimisant la lentille intégrée à la puce ainsi que le filtre de couleur, ce qui permet de convertir davantage de lumière incidente en signaux d’image.

En pratique, cela signifie que le capteur peut mieux exploiter la lumière limitée disponible dans les environnements faiblement éclairés. Plutôt que de s’appuyer principalement sur l’amplification du signal pour éclaircir une image sombre, il capture davantage de lumière utile au niveau du capteur, fournissant ainsi un signal plus puissant pour le traitement d’image ultérieur.

Avantages

Une capture de lumière plus efficace permet au capteur de produire des images plus nettes dans des conditions de faible luminosité, tout en préservant davantage de détails avant que les zones claires ne deviennent surexposées.

• Des séquences nocturnes plus lumineuses : Une plus grande quantité d’informations d’image est capturée avant le début du traitement de l’image, offrant à la caméra une meilleure base pour préserver les détails (route, véhicules et objets environnants) dans des conditions d’éclairage difficiles.
• Des détails plus nets en basse lumière : Dans les rues et les parkings mal éclairés, des signaux d’image plus puissants aident à préserver des détails qui pourraient autrement disparaître dans les zones sombres.
• Moins de bruit dans les scènes sombres : Comme davantage de lumière est capturée au niveau du capteur, la caméra peut moins dépendre de l’amplification du signal, ce qui contribue à réduire le bruit visible dans les séquences nocturnes.

Sensibilité accrue au proche infrarouge (NIR)

La lumière NIR a une longueur d’onde supérieure à celle de la lumière visible et a tendance à pénétrer plus profondément dans le silicium, ce qui rend la profondeur de la photodiode particulièrement importante pour la sensibilité NIR. Ainsi, STARVIS 2 améliore encore sa capacité à capturer la lumière proche infrarouge (NIR) en augmentant la profondeur de la photodiode et en introduisant une structure de surface irrégulière qui réfracte la lumière NIR incidente, augmentant ainsi son absorption dans la photodiode.

La même annonce de Sony indique que l’IMX585 basé sur STARVIS 2 atteint une sensibilité NIR environ 1,7 fois supérieure à 850 nm à celle de l’IMX485 de génération précédente.

• Meilleure visibilité dans l’obscurité extrême : Lorsque la lumière visible est insuffisante, le capteur peut mieux exploiter l’éclairage NIR pour révéler les objets et les détails de la scène.
• Besoins réduits en éclairage NIR : Une sensibilité NIR plus élevée peut réduire la quantité d’éclairage NIR nécessaire pour obtenir une image exploitable, ce qui peut contribuer à réduire la chaleur et la consommation d’énergie associées au système d’éclairage.

Performances HDR améliorées

Grâce à une meilleure capture de la lumière, STARVIS 2 peut capturer une plage plus étendue de niveaux de luminosité tout en préservant davantage d’informations dans les zones claires et sombres. Il introduit également le Clear HDR, qui capture des images avec différents niveaux de gain simultanément, contribuant ainsi à réduire les artefacts de mouvement susceptibles de survenir lorsque des images HDR sont créées à partir d’expositions prises à des moments différents.

Selon Sony, l’IMX585 basé sur STARVIS 2 atteint une plage dynamique de 88 dB sur une seule exposition, soit environ 8 fois celle de l’IMX485 de génération précédente, tout en conservant la même taille de pixel de 2,9 μm. Il peut également atteindre 106 dB grâce au HDR multi-exposition.

Avantages

Un meilleur HDR aide à préserver les détails dans les zones claires et les ombres, ce qui facilite la capture de scènes telles que les routes de nuit éclairées par des phares puissants, les sujets en contre-jour et les entrées ou sorties de tunnels.

• Moins de zones surexposées : Lorsque vous conduisez face à des phares ou à une forte lumière du soleil, les zones claires risquent moins d’être complètement délavées, ce qui contribue à préserver les détails autour de la source lumineuse.
• Davantage de détails dans les ombres : Les zones sombres, comme un véhicule à l’ombre ou une route mal éclairée, peuvent conserver davantage d’informations visibles au lieu de devenir complètement noires.
• Des images plus nettes dans les scènes à fort contraste : Lorsque des zones claires et sombres apparaissent simultanément, par exemple à l’entrée ou à la sortie d’un tunnel, STARVIS 2 peut préserver davantage de détails dans l’ensemble de la scène.
• Moins d’images fantômes dues aux mouvements : L’approche de capture simultanée de Clear HDR contribue à réduire les images fantômes et les artefacts de couleur susceptibles de se produire lorsque les images HDR sont créées à partir d’expositions prises à des moments différents, ce qui aide à préserver des détails plus nets autour des objets en mouvement.

Ensemble, ces améliorations offrent à la caméra une base plus solide. Lorsqu’un capteur STARVIS 2 est associé à un objectif lumineux, à un processeur performant et à un réglage précis de l’image, cette lumière et cette plage dynamique supplémentaires peuvent produire des images qui restent nettes et exploitables la nuit.

Spécifications techniques des capteurs Sony STARVIS 2

STARVIS 2 n’est pas un modèle de capteur unique, mais une famille de capteurs d’image conçus pour différentes exigences d’imagerie.

Par rapport à la génération STARVIS d’origine, STARVIS 2 introduit la technologie Clear HDR (HDR à exposition unique pour éliminer le flou et les images fantômes dus aux mouvements) et des parois de séparation des photodiodes par Deep Trench Isolation (DTI), augmentant la plage dynamique à exposition unique de plus de 8 dB tout en augmentant la capacité de saturation (full well).

Les principaux capteurs d’image Sony STARVIS 2 déployés sur les dashcams actuelles, ainsi que leurs principales spécifications techniques, sont détaillés ci-dessous.

Résolution et rapport hauteur/largeur : Détermine le niveau de détail de l’image et l’angle de couverture (le format 4:3 capture davantage d’espace vertical, comme les feux de circulation ; le format 16:9 convient aux écrans standard).

Format optique : Taille du capteur, les capteurs plus grands captant davantage de lumière pour des images nocturnes plus nettes.
Taille unitaire des pixels : zone de réception de la lumière par pixel, les pixels plus grands (≥2,9 µm) réduisant considérablement le bruit nocturne.

Fréquence d'images maximale : vitesse de sortie matérielle maximale, les fréquences plus élevées permettant des mouvements plus fluides et une capture HDR sans flou.

Segment cible : emplacement matériel idéal (par exemple, caméra avant principale 4K contre caméra arrière économique).

IMX678 vs. IMX675 : comparaison des modèles de capteurs

Parmi les modèles couramment utilisés dans les caméras embarquées haut de gamme, l'IMX678 et l'IMX675 représentent deux configurations importantes, offrant respectivement des résolutions 4K et 2K. Les deux capteurs utilisent le même pixel STARVIS 2 de 2,0 µm.

L'IMX678 privilégie une résolution et un niveau de détail supérieurs, tandis que l'IMX675 propose une configuration à résolution inférieure avec une charge de données et de traitement plus équilibrée.

Choisissez l'IMX678 si la lisibilité des plaques à distance est votre priorité. Le format plus grand de type 1/1.8 et la sortie 4K vous offrent davantage de pixels sur une plaque située à deux ou trois voitures devant vous, tout en laissant la possibilité de recadrer une image fixe pour une déclaration de sinistre.

Choisissez l'IMX675 si vous voulez de bonnes performances en basse lumière à un prix inférieur, un fonctionnement plus frais et des fichiers plus petits. Le capteur 4:3 capture également une couverture verticale plus importante, ce qui est utile pour les canaux d'habitacle et arrière lorsque vous souhaitez voir les feux de circulation, la signalisation ou les passagers.

Une configuration très courante et pertinente est un IMX678 à l'avant et un IMX675 à l'arrière, ce qui réduit les coûts et la chaleur tout en protégeant le canal le plus important.

Meilleure caméra embarquée STARVIS 2

Le capteur n'est qu'un élément de l'équation. La manière dont un fabricant associe le capteur à l'objectif, à l'ISP, au réglage de l'image et à l'architecture multicanal peut avoir un impact majeur sur la qualité finale des images.

Les Z60 Pro et Z90 Master de DDPAI montrent comment une même famille de capteurs peut être déployée différemment. La Z60 Pro utilise le Sony IMX678 pour l'enregistrement avant en 4K et l'IMX662 pour l'enregistrement arrière en 1080P, en plaçant le capteur à plus haute résolution là où le niveau de détail de la route est le plus important. La Z90 Master utilise deux capteurs IMX678 pour l'enregistrement avant et arrière en 4K, ainsi qu'une caméra d'habitacle en 3K, étendant cette résolution à chaque canal.

En plus du capteur, les deux modèles intègrent un réglage d'image RealCube avec HDR (double sur le Z60 Pro, triple sur le Z90 Master) pour maintenir l'exposition lorsque des phares et une route non éclairée apparaissent dans le même cadre, ainsi que NightVIS 2.0 avec AI ISP pour les séquences en mode parking dans une obscurité presque totale (en mode d'enregistrement accéléré, avec le kit de câblage intelligent), et le contrôle intelligent de l'exposition pour un réglage en temps réel via l'application. Le Z90 Master est également livré avec un filtre CPL qui réduit optiquement les reflets sur le pare-brise, avant que la lumière n'atteigne le capteur.

Article associé : Caméra embarquée 1080p, 2K ou 4K : laquelle choisir

Quels autres éléments comptent au-delà du capteur ?

• Objectif et ouverture : un objectif lumineux à faible distorsion détermine la quantité de lumière qui atteint effectivement le capteur.
• ISP et réglages : les choix du processeur en matière de réduction du bruit et de netteté déterminent si les détails des ombres deviennent du texte lisible ou une bouillie indistincte.
• Débit binaire et codec : le H.265 avec un débit binaire suffisant préserve les détails fins ; un faible débit binaire gaspille le potentiel d'un capteur haut de gamme.
• Conception thermique : la 4K à 60 ips génère de la chaleur, et la surchauffe provoque des interruptions d'enregistrement en été.
• Alimentation et stockage : les supercondensateurs, la protection contre les basses tensions et les cartes microSD haute endurance permettent à la caméra de continuer à enregistrer lorsque vous en avez réellement besoin.
• GPS et gestion des fichiers : les horodatages de vitesse et de position, ainsi que l'exportation rapide via l'application, rendent les séquences exploitables comme preuves.

Foire aux questions (FAQ)

Q1 : Une caméra embarquée équipée d'un capteur Starvis 2 est-elle la meilleure pour la vision nocturne ?

C'est le meilleur point de départ, mais ce n'est pas une garantie. STARVIS 2 élève le potentiel de capture en basse lumière, mais la luminosité de l'objectif, le débit binaire et le réglage de l'ISP déterminent la part de ce potentiel qui atteint votre carte mémoire. Évaluez les images finales, pas le nom du capteur.

Q2 : Passer de STARVIS 1 à STARVIS 2 en vaut-il la peine ?

Si votre caméra actuelle peine à lire les plaques sous les lampadaires ou produit de forts artefacts face aux phares, oui. La marge supplémentaire dans les hautes lumières et des ombres plus nettes sont visibles lors d'une conduite nocturne normale. Si votre caméra actuelle fournit déjà des plaques lisibles la nuit, le changement constitue davantage un perfectionnement qu'une véritable solution.

Q3 : STARVIS 2 réduit-il la consommation de la batterie en mode parking ?

Pas directement. La consommation dépend de la conception du mode parking, de l'utilisation d'un accéléré ou d'une mise en mémoire tampon des mouvements par la caméra, ainsi que du seuil de coupure basse tension que vous avez défini. Une meilleure sensibilité en basse lumière peut aider indirectement, car la caméra n'a pas besoin d'une source infrarouge ou d'un éclairage supplémentaire pour enregistrer une image exploitable dans un garage sombre.