Cámaras vigilancia Tecnología ‘full color’

Limitada por el rendimiento de los componentes, la calidad de imágenes se reduce considerablemente en los escenarios de luminancia bajos (tales como la noche o interiores sin iluminación). Sin embargo, los escenarios con la condición de baja luz son clave en la vigilancia de la seguridad. Por lo tanto, mejorar la capacidad de detección de objetos de la cámara en escenarios de baja luminancia es siempre la dirección clave técnica de los fabricantes de vigilancia de seguridad.

Una solución común para mejorar la capacidad de detección en un ambiente de poca luz es adaptar un iluminador de infrarrojos. Cuando la luminancia media en el escenario es más baja que el valor preestablecido, la cámara cambia automáticamente al modo de noche y se enciende el iluminador IR, proporcionando imágenes en blanco y negro de alta calidad con la ayuda del iluminador de infrarrojos. La principal desventaja de esta solución es que las imágenes capturadas no son de color, lo que dificulta la recopilación de pruebas y otras aplicaciones de seguridad pública.

Para mejorar el efecto de imagen a baja luminancia es necesario mejorar las señales ópticas y reducir el ruido. Los principales métodos para mejorar las señales ópticas son: aumentar la energía de fuente de luz (utilizando iluminador), que la lente pueda absorber más luz (aumentando la apertura y el tiempo de exposición) y reducir la pérdida de luz (incrementando la transmisión de luz por las rutas ópticas, como lentes y filtros ICR). Los métodos para reducir ruido incluyen hardware (como circuito de reducción de ruido) y software (como algoritmo de reducción de ruido).

Tecnología ‘full color’

Para obtener la videovigilancia en color durante las 24 horas del día se proporcionan dos versiones de soluciones según los diferentes escenarios de aplicación: versión sin iluminador y versión con iluminador de luz cálida.

Versión sin iluminador: para mejorar el efecto de la restauración del color de la cámara, esta tecnología no solo mejora las señales ópticas, sino que también reduce el ruido. Utilizamos una combinación de tecnologías para mejorar las señales ópticas –sensor ultra starlight (gran tamaño de píxel más BSI más ganancia interna de grandes píxeles) más objetivo rápido (apertura grande)–. Mediante algoritmo de procesamiento de imágenes de alto rendimiento se puede minimizar el ruido y el frotis. Limitado por el nivel de software y hardware de la tecnología actual, se recomienda la versión sin iluminación en escenarios con cierta luz ambiente para obtener una mejor calidad de imagen (colorido, bajo ruido, sin estelas).

En comparación con las cámaras no ‘full color’, las ‘full color’ tienen ventajas en el brillo de la imagen, restauración del color y efectos de detalle

Versión con iluminador de luz cálida: adopta un LED cálido de 3.000 grados kelvin como iluminador. Cuando el ambiente es bastante oscuro y las señales ópticas son tan pequeñas como el nivel de ruido, el objeto supervisado no será visto claramente. En este punto se puede utilizar el iluminador de luz cálida para mejorar la entrada de la señal óptica por la cámara y aumentar la relación señal-ruido, permitiendo que el objeto monitorizado se vea claramente. La versión con iluminador de luz cálida es adecuada para escenarios con baja condición de luz.

Las siguientes secciones presentan los detalles técnicos clave de tecnología full color.

• Sensor de imagen ultra starlight:

El sensor de imagen ultra starlight de las cámaras full color tiene las siguientes características: gran tamaño de píxel, BSI y una mayor ganancia de conversión (HCG) a baja luminancia.

– Gran tamaño de píxel, con mayor superficie fotosensible y más energía lumínica durante el mismo tiempo de exposición.

– BSI. La capa de cableado de metal se sitúa detrás de la capa fotosensible por cambio de estructura. En este caso, debido a que la luz incidente pasa a través de la capa fotosensible primero, el bloqueo de la luz incidente por la capa de cableado metálico se reduce. Por lo tanto, la plena utilización de la capacidad de la lente rápida (lente de apertura grande) conduce al aumento de entrada de luz.

– Utilizando HCG permite una ganancia de conversión más elevada en píxeles del sensor. Situado en el preamplificador de la señal de enlace, esta ganancia de conversión puede reducir el efecto del ruido postamplificador para obtener una mayor relación señal-ruido.

En la estructura tradicional FSI, las lentes están situadas en la parte superior del sensor, y los cables están conectados entre las lentes y los fotodiodos (parte de recepción de luz). La luz que incide oblicuamente sobre el sensor está bloqueada por estos cables, y parte de luz es reflejada a la luz que incide directamente, resultando en una reducción de la sensibilidad general.

Sin embargo, para la nueva estructura de tipo BSI, las lentes están fijadas a la parte posterior del sustrato plano. La luz pasa directamente a los fotodiodos, por lo que no es interferida por el cableado, lo que mejora en gran medida la sensibilidad y el rendimiento general.

• Lente rápida (lente con apertura amplia):

Esta tecnología trae una lente híbrida asférica con plástico y cristal en la cámara, con apertura de F1.0. En comparación con la lente F1.6, la luz que absorbe esta lente de F1.0 aumenta teóricamente en 2,5 veces. Para obtener el valor teórico del aumento de la luz es necesario utilizar el sensor ultra starlight con estructura BSI, mencionada en el punto anterior.

El iris es un componente que controla la apertura de una lente. Aumentando la apertura (menor número F) se incrementa la cantidad de luz absorbida, mejorando así el efecto de visión nocturna de la cámara. Por lo general, el valor de F representa la apertura efectiva. La definición de número F es f/D, en donde f es la longitud focal y D es el diámetro de la apertura efectiva.

La dificultad de procesamiento de la lente aumenta a medida que la abertura se agranda. Además, debido a que la diferencia de color es mayor, se requieren más lentes. Adopta la apertura de lentes de plástico para resolver estos problemas, porque dichas lentes tienen una serie de ventajas: buena capacidad de corrección de aberración, reducen el uso de lentes, disminuyen la lente de seguimiento total, reducen el peso, ahorran materiales y cuentan con una mejor calidad de imagen (incluyendo MTF, límite púrpura, corrección infrarroja y distorsión).