FPS en Videovigilancia, Fotogramas por segundo

En la actualidad, los videos se han vuelto omnipresentes en nuestra vida cotidiana. Desde las videollamadas con familiares y amigos, hasta la vigilancia de negocios y hogares, la tecnología de video juega un papel fundamental.

Pero, ¿qué determina la calidad y fluidez de un video? Aquí es donde entra en juego un concepto clave: la tasa de fotogramas o Frame Por Segundo (FPS).

Para entender la tasa de fotogramas, primero debemos comprender la composición básica de un video. Un video consiste en una serie de imágenes individuales, o fotogramas, que al reproducirse crean la ilusión de movimiento.

Los fotogramas por segundo se refiere a la frecuencia con la que estos fotogramas son capturados y reproducidos. Básicamente, mientras mayor sea la tasa de FPS, más suave y fluido se verá el video.

En este artículo exploraremos en profundidad la velocidad de fotogramas: su definición, importancia en la calidad del video, configuraciones recomendadas y consideraciones en diferentes escenarios de uso, como la videovigilancia.

¿Qué es la Velocidad de Fotogramas o FPS?

La velocidad de fotogramas o FPS se refiere al número de fotogramas individuales que conforman un video por segundo de reproducción.

Cuanto mayor sea esta frecuencia o tasa, más fluido y natural se verá el movimiento en la reproducción.

60 FPS y 24 FPS
Fotogramas por segundo ( Ejemplo de 60 FPS y 24 FPS)

Por ejemplo, una tasa de 24 FPS significa que el video muestra 24 imágenes por segundo.

Del mismo modo, una tasa de 30 fotogramas por segundo capturará 30 fotogramas en ese mismo período. La mayoría de las películas se reproducen a 24 FPS, mientras que la televisión utiliza tasas de 25 a 30 FPS.

La tasa de fotogramas por segundo impacta directamente en cómo nuestro ojo y cerebro perciben el movimiento. Con menos de 12 FPS, el video se vuelve entrecortado y el movimiento, difícil de seguir.

En el rango de 12 a 15 FPS se consigue la mínima impresión de movimiento fluido. Sin embargo, recién a partir de las 24-30 FPS se logra un movimiento continuo y natural.

Por ello, la tasa de fotogramas es un factor determinante en la calidad y suavidad del video. Un FPS adecuado crea la ilusión de movimiento realista y permite capturar correctamente los detalles de objetos en rápido desplazamiento.

Importancia de la Velocidad de Fotogramas

La elección de la tasa de fotogramas impacta significativamente en la calidad y claridad del video resultante. Una tasa de fotogramas por segundo muy baja genera videos entrecortados, mientras que una tasa muy alta puede ser innecesaria y demandar mayor ancho de banda y almacenamiento.

Entre los principales beneficios de un FPS adecuado se incluyen:

  • Mejor calidad visual: tasas más altas permiten recrear movimientos de forma más realista y suave.
  • Captura de detalles: con más fotogramas por segundo se pueden capturar detalles de objetos y personas en movimiento rápido.
  • Edición y post-producción: las tasas más altas brindan más fotogramas para editar y aplicar efectos.

Por el contrario, una tasa deficiente resulta en:

  • Movimientos entrecortados y poco naturales.
  • Dificultad para seguir el movimiento de objetos.
  • Pérdida de detalles en escenas de acción rápida.
  • Limitaciones para editar y post-producir el video.

En resumen, la tasa de fotogramas impacta directamente en la claridad, fluidez y calidad final del video. Una tasa apropiada es esencial para recrear escenas en movimiento de forma realista.

Configuración Adecuada de la Velocidad de Fotogramas

La tasa de FPS idónea para un video dependerá del tipo de contenido, el uso planeado y otros factores:

  • Velocidad de movimiento: para objetos que se desplazan rápidamente se precisan tasas más altas, de al menos 30 cuadros por segundo o más.
  • Detalles requeridos: si se necesita capturar detalles precisos de objetos o personas, son recomendables de 40 a 60 fotogramas en un segundo.
  • Tamaño del archivo: a mayor tasa de fotogramas, aumenta proporcionalmente el tamaño del archivo de video.
  • Edición y post-producción: para permitir ediciones es mejor contar con videos de alta tasa de FPS.
  • Tipo de cámara: la máxima tasa soportada dependerá de las especificaciones técnicas del dispositivo.
  • Reproducción: la pantalla o dispositivo de visualización debe ser capaz de manejar la tasa de FPS grabada.

Con base en estos factores, algunas pautas generales de FPS son:

  • Videos caseros: 24-30 F.P.S
  • Deportes y acción: 40-60 F.P.S
  • Cámaras de seguridad: 15-24 F.P.S
  • Edición profesional: 60 F.P.S o más.

En resumen, no existe una tasa estándar ideal para todo uso. Lo recomendable es evaluar cuidadosamente el escenario de aplicación y requisitos para balancear la calidad de video versus el almacenamiento requerido.

Velocidad de Fotogramas y Almacenamiento

Una mayor tasa de fotogramas por segundo implica un aumento proporcional del tamaño de archivo del video y requerimientos de almacenamiento. Esto se debe a que cada fotograma individual requiere espacio de almacenamiento.

Al duplicar la tasa de FPS se duplica la cantidad de fotogramas por segundo, y por ende, la cantidad de información a almacenar. Por ello, es clave optimizar el FPS según las necesidades reales. Un FPS excesivo desperdicia recursos de almacenamiento y ancho de banda.

En sistemas de videovigilancia, la capacidad de almacenamiento debe dimensionarse con base en factores como:

  • Tasa de FPS.
  • Cantidad de cámaras.
  • Duración de las grabaciones.
  • Calidad de la imagen.
  • Tecnología de compresión utilizada.

Para cámaras de seguridad se recomiendan tasas de 15 a 20 FPS, que proveen videos de calidad más que suficiente para la mayoría de aplicaciones de monitoreo. Tasas mayores a 30 FPS deben justificarse por requerimientos especiales.

La clave está en optimizar la tasa de FPS al mínimo necesario según el escenario de uso. Esto reduce los requerimientos de infraestructura sin sacrificar la calidad y utilidad del video.

Velocidad de Fotogramas en Diferentes Escenarios

La tasa de FPS óptima dependerá en gran medida del caso de uso:

Grabación de Rostros y Detalles en Movimiento: Para aplicaciones como identificación de personas, lectura de matrículas y monitoreo de puntos de venta, son necesarias tasas de 25 FPS o superiores. Esto asegura el detallado necesario para reconocer rostros, textos y objetos en movimiento.

Eventos Deportivos y Escenas de Acción: Para reproducir correctamente escenas de deportes, acción y movimientos bruscos son necesarios 40 FPS o más. Estas tasas capturan suficientes detalles para analizar jugadas, accidentes de tráfico y otros eventos dinámicos.

Cámaras de Vigilancia: En videovigilancia, una tasa de 15 a 20 FPS es considerada suficiente en la mayoría de situaciones para identificar personas y detectar actividades sospechosas. Tasas mayores pueden requerirse para monitoreo de tráfico, multitudes o áreas con mucho movimiento.

Cámaras Corporales Policiales: Para uso policial es recomendable una tasa mínima de 30 FPS para garantizar videos claros que capturen completa e inequívocamente interacciones y actividades. Esto provee evidencia sólida en casos legales o de asuntos internos.

En conclusión, la tasa de fotogramas por segundo debe ajustarse según los requerimientos particulares, optimizando entre calidad de video y uso eficiente de recursos. Es mejor grabar a una tasa ligeramente superior a la estrictamente necesaria.

Shutter Speed vs Frame Rate

Además del FPS, un concepto relacionado es la velocidad de obturación o “shutter speed”. Esta se refiere a la duración en que el sensor de la cámara está expuesto para capturar cada fotograma individual.

Una velocidad de obturación rápida ayuda a congelar el movimiento, mientras que una más lenta produce más luz pero también desenfoque.

La velocidad de obturación y fotogramas por segundo están directamente relacionadas. La regla general es que la velocidad de obturación debe ser al menos el doble de la tasa de fotogramas por segundo para conseguir un video nítido.

Por ejemplo, para 60 FPS la velocidad de obturación mínima debe ser 1/120 segundos.

En escenas con mucho movimiento es mejor utilizar una velocidad de obturación alta, de 1/500 segundos o inferior. Por el contrario, en condiciones de baja luminosidad es preferible bajar la velocidad para capturar más luz, incluso por debajo del umbral de imágenes por segundo, asumiendo cierto desenfoque.

En resumen, combinar adecuadamente la velocidad de obturación y FPS es clave para lograr videos nítidos y de calidad en todo tipo de condiciones y movimiento. Esto requiere entender su correlación y efectos sobre la exposición.

Bandwidth vs Frame Rate

Frame Rate

La tasa de fotogramas también está directamente relacionada al ancho de banda requerido para la transmisión o streaming de video. A mayor FPS, mayor cantidad de datos que se deben transferir por segundo.

El aumento del FPS impacta en:

  • Ancho de banda para streaming en vivo: una mayor tasa de FPS implica una mayor tasa de bits para mantener la calidad. Esto puede saturar el ancho de banda disponible.
  • Almacenamiento en la nube: los videos de alta tasa de imágenes por segundo ocupan substancialmente más espacio en la nube. Esto incrementa los costos de almacenamiento.
  • Tiempo de descarga: descargar videos con tasas altas de FPS tomará más tiempo para una misma conexión de red.

Existen técnicas para reducir el impacto de altas tasas de FPS, principalmente mediante compresión de video eficiente, por ejemplo H.264 o H.265. Sin embargo, mientras mayor sea la tasa de FPS, mayor será la carga en términos de ancho de banda y almacenamiento, incluso con compresión.

Por ello es vital encontrar un balance entre la tasa de FPS y los recursos disponibles de red y almacenamiento al implementar soluciones de videovigilancia conectadas.

Cuando sea posible, se prefiere una tasa moderada pero adecuada al propósito, en lugar de la máxima que el sistema pueda soportar.

Conclusión

La tasa de fotogramas es una consideración crucial en cualquier implementación de video digital. Una tasa de FPS insuficiente resulta en videos de baja calidad, mientras que un exceso de fotogramas desperdicia recursos de red y almacenamiento.

Identificar el mínimo FPS viable según los requerimientos del caso de uso, permite optimizar estos sistemas de videovigilancia.

Los avanzados algoritmos de compresión de video disponibles actualmente, también ayudan a mitigar el impacto de altas tasas de fotogramas.

Definir una política de tasas de fotogramas apropiadas para cada escenario, e implementarlas sistemáticamente en las cámaras de seguridad, es clave para lograr una infraestructura de video eficiente y de calidad óptima.

Esto reducirá costos operativos mientras se entrega el video necesario para un monitoreo y análisis preciso de cualquier actividad.

¿://www.infoteknico.com/newsletter-signup/» target=»_blank» rel=»noopener»>boletín para recibir consejos, guías y contenido de interés directamente en tu correo.

Comparte este Artículo:
Felipe Argüello
Felipe Argüello

Felipe Arguello es el fundador de Infoteknico. Es un reconocido ingeniero especializado en sistemas de seguridad electrónica con una trayectoria de más de 30 años. Con un enfoque multidisciplinario, respaldado por su educación en Ingeniería Civil, Ingeniería Eléctrica y Protección Contra Incendios, y con múltiples certificaciones profesionales, ha liderado la implementación de soluciones de seguridad integral de importantes corporaciones en más de 25 países de América y Europa.

Artículos: 1050

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *