JVC 专业 SuperLolux 技术, 去考试

El desarrollo de los nuevos sensores CMOS Super Lolux que incorporan las cámaras IP de JVC Professional ha tenido importantes retos, que el departamento de ingeniería de esta compañía analiza al detalle en este artículo.

El sector de videovigilancia ha experimentado importantes cambios en los últimos años, consecuencia de los rápidos avances en las cámaras CCTV para red IP, cuyo rendimiento, eficiencia y prestaciones se han mejorado continuamente. 但, 毫无疑问, una de las líneas de desarrollo de estos dispositivos ha sido aumentar al máximo su capacidad y espectro funcional.

Este último aspecto ha sido siempre un reto importante, teniendo en cuenta que se trata de la evolución de cámaras clásicas a partir de sensores CCD y que, hasta hace sólo unos pocos años, los ingenieros perseguían el objetivo de diseñar una cámara IP con codificación H264 con resolución D1 o 720p. 眼下, las cámaras CCTV se han convertido en dispositivos compactos y muy eficientes, que combinan en un sistema la capacidad de “inteligencia” (视频分析) y un funcionamiento autónomo. 除了, estos dispositivos incorporan ya capacidad de gestión de vídeo (sistema VMS), mediante memorias con tarjetas SDHC, que asume la función de servidor del sistema.

Cuando un profesional intenta definir de forma general lo que debe tener una cámara CCTV, los elementos primordiales son buenas prestaciones, capacidad de capturar y reproducir imágenes de calidad, 白天和黑夜, y que los usuarios valoran un tipo de cámara que funcione de forma totalmente independiente a las “tareas de servidor”; una tendencia que es justo la que marca el mapa de ruta del concepto de cámara integrada todo-en-uno.

Problema: imágenes pobres en condiciones de poca luz

然而, es importante reconsiderar los pros y los contras de dichos desarrollos tecnológicos con el fin de realizar las correspondientes correcciones y sentar las bases para nuevos avances. La cuestión clave para una marca como JVC Professional es: “¿Cuáles son las características que una cámara ideal debe tener?”

Al preguntar a los usuarios y analizar sus demandas sobre cámaras CCTV se observa una orientación clara por un dispositivo “universal”, con capacidad para capturar imágenes nítidas y brillantes en cualquier situación, con resultados en perfecta consonancia con el sistema VMS incorporado; sin olvidar que funcione para día/noche, con niebla o en condiciones ambientales difíciles (雨, 雪). En resumen: un modelo de cámara que se adapte a cada situación.

La mayoría de las cámaras actuales 1080p son capaces de proporcionar imágenes detalladas y brillantes, pero las imágenes nocturnas son, 经常, de mala calidad y, 所以, hacen difícil la labor de análisis del sistema VMS. Ello es consecuencia de la interdependencia entre los dos parámetros más importantes del dispositivo: la sensibilidad y la resolución, que se afectan mutuamente.

Con sensores de imagen del mismo tamaño, 一个具有更多像素的芯片能够提供更高的分辨率. 然而, 光敏度较低, 因为每个像素吸收的光能量较少. 所以, 一个像素数量较少的芯片 (像素更大) 工作在较低的分辨率下, 但提高了灵敏度，因为每个像素吸收更多的光. 假设场景具有足够的照明, 上述情况只起较小作用，, 所以, 而光线不足的场景出于同样原因会带来很大问题.

一个好的方法是找到分辨率和灵敏度之间的折中, 尤其是考虑到在信号较弱时放大信号, 尽管分辨率很高, 将不可避免地增加噪点. 由于1080p的分辨率已成为市场的要求, 改善照明或调整感光参数的决定似乎是必须遵循的趋势.

提高照明

为了‘在黑暗中带来一些光’, 在安装中使用红外(IR)灯或在摄像机中直接集成红外二极管是一种很好的解决方案. 虽然许多专家认为使用高质量红外灯是捕捉夜间图像的唯一解决方案, 其他用户选择带有集成红外LED的1080p摄像机, 这不仅使安装更简单，而且成本更低.

Sin embargo también hay desventajas, tales como las sobre exposiciones a distancias cortas (例如, primeros planos de los rostros de las personas); un rango relativamente corto; efectos secundarios que aparecen en situaciones de lluvia; ataques de insectos, ETC. A pesar de los denominados diodos IR “inteligentes”, capaces de reducir hasta cierto punto esos efectos indeseados, se puede concluir que a pesar de sus relativas mejoras, ambas soluciones basadas en iluminación IR tienen desventajas en coste y en consumo de energía.

Mejora de la sensibilidad

A pesar de que la tecnología de infrarrojos tiene aún mucho camino por recorrer, JVC Professional ha desarrollado un nuevo concepto que permite eludir el problema de tener que trabajar con una escasa iluminación. Por las razones antes mencionadas, durante los los últimos años se han realizado importantes inversiones en el desarrollo de complejos sistemas de cámaras “válidas para todo”, y precisamente esto ha sido lo que ha motivado a los ingenieros de JVC a analizar de nuevo los parámetros fundamentales, que son cruciales para fabricar una buena cámara.

Se trata de hacer hincapié en la mejora de la sensibilidad a la luz. De esta manera se vuelve a poner el punto de mira en la cámara en su conjunto, concentrándose en el elemento de “sensibilidad a la luz”. El núcleo de la cuestión radica en la tecnología de sensores de imagen, 也就是说, en el desarrollo de un chip extremadamente sensible a la luz que debe dar también resultados excelentes, incluso en condiciones de niebla.

Contando con los medios necesarios, los ingenieros de JVC han centrado sus esfuerzos en el diseño de una cámara con iluminación IR integrada, pero que sólo necesite su apoyo en situaciones “reales” de 0,0 勒克斯, en las que sería necesario el uso del flash. Los correspondientes análisis de laboratorio y ensayos con múltiples cámaras llevaron a la conclusión de que no existe aún ningún producto, e incluso ningún desarrollo conocido, que pueda responder a estos requisitos.

El sensor CMOS Super LoLux

Dado que los sensores de vídeo convencionales no han sido capaces de producir los resultados que se requerían, el diseño de un nuevo sensor fue una opción respaldada por varios especialistas de esta industria. Con la estructura de zócalo de los nuevos sensores CMOS Superlolux, JVC ha logrado combinar lo mejor de dos mundos: las ventajas de la base de rejilla de un sensor CCD clásico con la estructura de zócalo de un sensor CMOS avanzado.

El concepto de disposición de elementos en zócalo trae consigo un aumento de tamaño significativo del área de píxeles utilizable (afectando positivamente a la sensibilidad), mientras que ya no es necesario reducir la cantidad de píxeles debido a la disposición típica de rejilla de los sensores clásicos. El resultado de todo ello es el sensor CMOS Super LoLux. Otra ventaja del nuevo sensor es su eje pivotante horizontal y vertical, que permite la optimización del realce óptico (foco posterior/distancia al flanco) y que no implica ninguna pérdida de realce causada por desajustes mecánicos.

然而, el sensor es sólo un componente de una cámara de 1080p de alto rendimiento y JVC ha realizado importantes inversiones en el diseño de un nuevo codificador adaptado a las exigencias de los sensores CMOS Super LoLux; en el desarrollo de nuevas tecnologías de reducción de ruido, y en la implementación de la tecnología CLVI (Clear Logic Video Intelligence), un innovador avance que mejora el aprovechamiento de luz y el realce de los detalles en condiciones de niebla y neblina hasta en un 40%, lo que en muchas ocasiones podría establecer la distinción entre un sistema de trabajo inútil y otro con una “visión perfecta” .

Los resultados obtenidos son más que convincentes: los sensores CMOS Super LoLux, combinados con las tecnologías antes descritas, hacen posible que la gama de cámaras IP Super LoLux HD de JVC puedan reproducir imagen en color y fotos B/N utilizables obtenidas a sólo 0,3 lux con una resolución de 1080p.