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Eligiendo el Sensor Adecuado Para Aplicaciones de Visión Artificial

 

A la hora de elegir una cámara de visión artificial, hay determinados parámetros que pueden afectar más al rendimiento final de la aplicación que los parámetros típicamente conocidos, los cuales únicamente hacen referencia a resolución y velocidad de transferencia de imágenes.

Parámetros como sensibilidad, niveles de ruido y rango dinámico están ganando cada vez más importancia para resolver aplicaciones críticas. Para permitir que los usuarios puedan comparar dichos parámetros entre los distintos fabricantes, se creó el estándar europeo EMVA1288, garantizando que los fabricantes reportan los resultados de sus productos siguiendo el estándar y que la información es accesible de forma clara al usuario.

Los parámetros de calidad de imagen que mide el estándar y que resultan clave a la hora de seleccionar una cámara son los siguientes.

Eficiencia Cuántica (abreviado como QE):

Mide el porcentaje (%) de fotones convertidos a electrones en el sensor para una determinada longitud de onda. Un porcentaje alto indica un sensor más eficiente convirtiendo la luz recibida en señal eléctrica, por lo tanto, más facilidad para detectar luz. Esta característica es especialmente beneficiosa para aplicaciones con poca luz o que requieren alta sensibilidad en determinadas longitudes de onda como en aplicaciones de monitorización de tráfico. El porcentaje de eficiencia cuántica depende únicamente del sensor.

Ruido (también conocido como Temporal Dark Noise o Read Noise):

Se mide en Electrones (e-) y es la cantidad de ruido en el sensor cuando no hay presencia de señal. Un nivel bajo de ruido se traduce en una imagen más limpia. Todos los sensores introducen algo de ruido, ya que éste está causado por la electrónica del sensor y por el diseño de la cámara. Los nuevos sensores usan técnicas avanzadas para la reducción de ruido. De igual forma, los fabricantes de cámaras pueden añadir modificaciones en el firmware de la cámara para disminuir aún más los niveles.

Capacidad de Saturación:

Se mide en Electrones (e-) y es la cantidad de carga que un pixel puede manejar. Cada pixel se comporta como un cubo que puede contener electrones. La capacidad de saturación indica el máximo número de electrones que cada pixel individual puede almacenar y está relacionada, por lo general, con el tamaño de píxel del sensor. La capacidad de saturación afecta al Rango Dinámico. Una capacidad de saturación alta incrementa el potencial de Rango Dinámico. La capacidad de saturación depende únicamente del sensor que incorpora la cámara.

Relación Señal a Ruido:

Se mide en Decibelios (dB) o en Bits. Es el ratio entre la señal a niveles de saturación frente al ruido a niveles de saturación. Cuanto mayor sea el número, mejor contraste y claridad de imagen se obtendrá. Para aplicaciones con bajo nivel de luz, una alta relación señal a ruido será clave en la consecución de buenos resultados.

Rango Dinámico:

Se mide en Decibelios (dB) o en Bits, siendo el ratio entre la señal a niveles de saturación y la señal mínima que el sensor puede detectar. Cuanto mayor sea el número, mayores niveles de detalle se podrán conseguir. En otras palabras, el Rango Dinámico describe la habilidad de la cámara para detectar los niveles máximos y mínimos de luces y sombras, siendo las cámaras con mayor rango dinámico las que permitan ver más detalles en las que hay gran variabilidad de iluminación. Los resultados de Rango Dinámico dependen tanto del sensor como del diseño de la cámara, ya que el conversor Analógico Digital de la cámara también puede afectar.

Umbral de sensibilidad mínimo:

Se mide en Fotones (γ), siendo el número de fotones requerido para que la señal iguale al ruido. Cuanto menor sea el número, mejor será la capacidad de la cámara de detectar datos útiles de imagen por encima del ruido. El Umbral de sensibilidad proporciona una buena medida para entender cómo se comportará la cámara en aplicaciones de baja iluminación, ya que tiene en cuenta otros parámetros como la Eficiencia Cuántica y los Niveles de Ruido de la cámara (tanto dark noise como shot noise)

Toda la información anterior ha sido cuidadosamente detallada en las hojas de datos de nuestras cámaras, disponible en nuestra página web para facilitarte la decisión a la hora de elegir el modelo óptimo de cámara. 


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