Iluminación mínima en Cámaras de Monitoreo de Video - Cómo elegir correctamente?

Debido a la falta de normas, reglas y a la libertad en la especificación de los productos por parte de los fabricantes, muchos integradores y clientes finales encuentran gran dificultad en la elección de la mejor cámara para monitoreo de video para una aplicación particular, o incluso para comparar los modelos de diferentes marcas.

Introducción

Debido a la falta de normas, reglas y a la libertad en la especificación de los productos por parte de los fabricantes, muchos integradores y clientes finales encuentran gran dificultad en la elección de la mejor cámara para monitoreo de video para una aplicación particular, o incluso para comparar los modelos de diferentes marcas.

Figura 1:  Informaciones dadas por diversos fabricantes referentes a la Iluminación mínima de sus cámaras. Fuente: Diversos fabricantes.

La iluminación mínima

La iluminación mínima reportada en la especificación técnica de una cámara, proviene de los ensayos realizados por el fabricante, e indica la forma en la que se midió la sensibilidad de la cámara. En otras palabras, es un valor que indica la cantidad mínima de luz (lux) necesaria para representar una imagen utilizable, es decir, en la que podamos identificar personas y/u objetos.

La "imagen utilizable" no es igual a la "imagen original" , esto es, que el brillo y el contraste son siempre inferiores,  por tanto, el fabricante debe indicar cuál es el nivel de amplitud de señal (IRE) obtenido de las pruebas de producto.

De estas pruebas también se obtienen otras mediciones cuyos parámetros deben ser informados, como el F-Stop del lente,  la temperatura del color de la luz utilizada, y la reflexión del objeto en el lente (F-Stop) y la luz (temperatura de color). Explicaremos todos estos parámetros a continuación:

 

Nivel de señal - IRE

Unidad de medida del nivel de señal de video. La amplitud máxima del video es 100 IRE,  lo que tendría una cámara al mostrar una imagen con el mejor brillo y contraste posible. Un ejemplo de ello es una cámara estuviera monitoreando una pared blanca cruda, una imagen con luz suficiente para representar la señal de 100 IRE, la mostraría en el monitor como la forma original. Por otro lado, a 50 IRE, la pared sería gris, con la mitad de brillo y contraste.

Figura 2: Forma de la señal de video compuesto a una línea horizontal que muestra el nivel de señal (IRE). Fuente: Propria.

F-Stop

Es la capacidad de la lente para recoger el máximo de luz posible y concentrarla en el sensor de la cámara. Una lente F1.4 recoge la luz el doble que el lente F2.0. Por lo tanto, es muy importante que el fabricante provea estos datos en su ficha técnica.

 

Temperatura de color

Forma de expresar el espectro contenido en la fuente de luz. Esto equivale no sólo para las cámaras de monitoreo de video, sino también para la fotografía profesional, alumbrado público, residencial o artístico, etc.

Cuanto mayor sea la temperatura de color generada por una fuente de luz, mayor es la cantidad de electrones generado, lo que hace que al sensor de la cámara más sensible.

Figura 3: Ejemplos de temperatura de color. Fuente: Julio Ng Fotografía

 

Índice de reflexión

El índice de reflexión de la luz desde de un objeto en el fondo de la pantalla se altera significativamente de acuerdo al grado de iluminación mínima, debido a que si el objeto absorbe luz,  menor cantidad de luz es recibida por el sensor de la lente y la cámara.

 

Comparación de los diferentes modelos

Entonces la pregunta es: ¿Cómo puedo comparar estas cámaras de diferentes fabricantes, cuya información y pruebas de iluminación son completamente diferentes? Hay fórmulas que permiten convertir una iluminación mínima dada en la especificación de una cámara a otros parámetros como el F-Stop y la tasa de Reflexión teniendo en cuenta lo siguiente:

Siendo:

Lux 1: Iluminación mínima informada por el fabricante

F-Stop 1: F-Stop del lente  informado por el fabricante

R1:   Índice de reflexión del material informada por el fabricante en  prueba

Lux 2: Iluminación mínima requerida

F-Stop 2: F-stop del lente a ser utilizada por el cliente para la comparación

R2: Índice de reflexión del material utilizado por el cliente para la comparación

 

Figura4: Fórmula para la conversión de iluminación mínima de una cámara (1) a la iluminación mínima necesaria con los nuevos parámetros de F-Stop y la tasa de reflexión (2).

Y para el IRE:

Siendo:

Lux 1: Iluminación mínima informada por el fabricante

IRE 1: Nivel de señal informado por el fabricante

Lux 2: Iluminación mínima requerida

IRE 2: Nivel de señal utilizado por el cliente para la comparación

 

Figura5: Fórmula para la conversión de iluminación mínima de una cámara (1) para la iluminación mínima necesaria con un nuevo parámetro IRE (2).

Así,  podemos verificar que las especificaciones a continuación son referencias para una misma cámara:

Câmera A:  1 lux (F1.4, 30IRE, 80%)

Câmera B:  0.001 lux (F0.75, 10IRE, 1%)