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Baja iluminación, ¿Qué cámara debería escoger? 

 octubre 15, 2020

Por  Felipe Arguello938

En una aplicación de baja iluminación, realmente es poco probable que usted pueda conseguir hacer pruebas de todas las cámaras una por una para determinar qué cámara se comportará mejor.

Esto un problema importante para la mayoría de los integradores, ya que por lo general se enfrentan a una amplia selección de opciones de cámaras a partir de una variedad de fabricantes, además con especificaciones de parámetros confusos.

Por ejemplo, la mayoría entiende que cuanto mayor sea el número de píxeles de un sensor de imagen (resolución), menor será el tamaño de los píxeles. Los tamaños más pequeños de píxeles producen una superficie de captación de luz más pequeña, lo que significa menos sensibilidad a la luz. Sin embargo, es prácticamente imposible determinar qué cámara se desempeñará mejor mediante la comparación rápida de las hojas de datos. Entonces, ¿qué pueden los integradores, y/o sus clientes, hacer?

¡Buenas noticias!, hay una manera de medir el rendimiento de una cámara en condiciones de baja iluminación mediante el análisis de las especificaciones técnicas. Sin embargo, no es una simple verificación cruzada de una hoja de datos con otro.

No se base en una mala suposición

Si la sensibilidad de la cámara A y la cámara B son 0.1 lux y 0.05 lux respectivamente, no suponga que el rendimiento en baja iluminación de la cámara B será mejor? Muchos pueden verse tentados a asumir esto, pero sería un error. Si se juzga sólo los valores de sensibilidad, Usted puede terminar fácilmente con la cámara equivocada en sus manos.

He aquí por qué: Sí, el parámetro de 0.1 lux significa que la cámara A puede trabajar en un entorno de iluminación de 0.1 lux, pero ¿cuál es la amplitud o fuerza de la señal de vídeo en una condición de poca luz? Tal vez la sensibilidad de la cámara es de 0 LUX es decir total oscuridad. ¿Quiere decir esto que la cámara puede proporcionar imágenes cuando no hay luz? ¡Por supuesto que no! Las imágenes serán totalmente oscuras e inútiles.

Señal-de-Video-compuesta-1Vp-p

Señal de Video Compuesto de 1Voltio pico-a-pico y 140 IRE totales

Puesto que se deben especificar los resultados tanto de la condición de iluminación como la fuerza de la señal de vídeo se deben especificar al describir el valor de iluminación baja de una cámara, intente utilizar esta fórmula para ambos modos,  blanco y negro y en color:

  • Modo de color: XXLUX @FX (X IRE, AGC XX)
  • Modo Blanco y Negro: XXLUX @FX (X IRE, AGC XX)

Como resultado, el nuevo valor se basa en al menos en tres parámetros, el valor F-stop de la lente, el valor o amplitud de la señal de vídeo IRE (Instituto de Ingenieros de Radio y el estado de control automático de ganancia de la cámara (AGC). Si se proporcionan estos tres parámetros (para cámaras día / noche, que son necesarios para el color y el modo de blanco y negro), es posible determinar qué cámara será la mejor opción en condiciones de poca luz.

Vamos a entrar en los detalles

Vamos a empezar con el valor F-stop, el coeficiente de apertura de un objetivo o lente. Todo entendemos que una abertura se hace más grande para permitir que entre más luz cuando el valor F-stop disminuye y se hace más pequeño cuando aumenta el valor de F-stop.

En otras palabras, el valor F-stop esta en proporción inversa a la cantidad de luz disponible. Dado que la cantidad de luz que entra en la cámara se decide por la apertura de la lente, el valor F-stop se convierte en una variable importante para el bajo rendimiento de iluminación. Por lo tanto, para probar el rendimiento de baja iluminación de la cámara, es necesario abrir la abertura al máximo para asegurar que el máximo de luz entra.

Cuanto mayor es la cantidad de luz, mayor es la amplitud de la señal de vídeo será.

Ahora, vamos a revisar el valor IRE. Cuanto menor sea el valor IRE, más oscura las áreas negras son, mientras es más alto el número IRE, más claras son las imágenes. En términos generales, el valor IRE expresa la amplitud de la señal de vídeo. Una señal de vídeo es inútil cuando inferior a 25 IRE (175 mV) ya que el vídeo que se muestra en el monitor será totalmente oscuro. Por lo tanto, el valor IRE más a menudo se describe como un número superior a 25, generalmente alrededor de 30 y, a veces, tan alto como 50.

Por lo tanto, la amplitud de vídeo y el valor IRE disminuyen cuando la iluminación se reduce.

La última variable a entender es el valor de AGC. Las cámaras tienen un amplificador que amplifica la señal de vídeo original. Un chip de procesador de señal digital (DSP) detecta esta señal cuando se envían desde el sensor de dispositivo de carga acoplada (CCD). Si la señal original es pobre, el DSP da instrucciones al amplificador para magnificar esta señal. Esto define la función AGC. Cuando se activa, el amplificador aumenta automáticamente la amplitud de vídeo bajo luz tenue. Sin embargo, el amplificador se activa sólo cuando la función AGC se gira a «On» o Encendido.

Además de la AGC , algunas cámaras también tienen otras opciones que se ajustan magnificación, como AGC de 20 dB y 40 dB. Estos valores también deben ser descritos cuando se expresa bajo rendimiento de iluminación.

Con los términos anteriores entendidos, ahora podemos determinar cómo se crea el índice de baja iluminación de la cámara. Por ejemplo, si el índice baja iluminación de la cámara en el modo negro / blanco es 0.24LUX @ F1.2 (25 IRE AGC «ON»), significa que la iluminación del objeto observado es de 0,24 LUX bajo las siguientes condiciones:

  1. La función AGC está activa.
  2. El valor F de la lente es 1.2 y la abertura se abre de ancho.
  3. La amplitud de vídeo es 175 mV.

Ahora, podemos comparar la sensibilidad a la iluminación baja de dos cámaras. Sin embargo, debemos estar seguros de que se cumplan las siguientes condiciones:

  • El modo de color o el modo blanco / negro es idéntico.
  • La cantidad de luz es idéntica (es decir, el valor de F-Stop es idéntica)
  • El valor IRE es idéntico.
  • La función AGC es idéntico ( «on», «off» o «máxima»).

En este punto, podemos volver al problema discutido en el comienzo mismo. Si la sensibilidad a la iluminación baja de la cámara A es [email protected] (30 IRE AGC «ON») y la cámara B es [email protected] (30IRE AGC «ON»), podemos decir claramente que la sensibilidad a la iluminación de la cámara B es mejor que la cámara A.

¿Por qué esto? La cámara A necesita una iluminación ambiental de 0.1 lux y la cámara B sólo necesita 0.05 LUX para producir la misma amplitud de la señal en las mismas condiciones. Si colocamos las dos cámaras en el mismo ambiente con 0.1 LUX, se puede inferir que la amplitud de la cámara B será mayor a 30 IRE y el vídeo que se muestra en su monitor será más brillante que la de la cámara A.

Un problema que se encontrará mirando a las cámaras de diferentes fabricantes es que los parámetros para poner en nuestra fórmula después de «@» son aparentemente siempre diferentes. Sin embargo, todavía podemos juzgar al menos el rendimiento con poca iluminación utilizando el método anterior.

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