Resumen de EMVA 1288: Rendimiento del procesamiento de imágenes

En nuestro sitio web, hacemos referencia a determinados términos y especificaciones que se relacionan con el rendimiento en el procesamiento de imágenes de una cámara. Esta página proporciona una descripción simple y clara sobre estas especificaciones. 

¿Qué especificaciones se evalúan y qué significan?

EFICIENCIA Cuántica (abreviada como QE)

Unidad de medida: Porcentaje (%)

Definición: el porcentaje de fotones que el sensor convierte en electrones en una longitud de onda particular.

¿Qué significa esto? Si la QE es elevada significa que la sensibilidad a la luz será mayor, lo cual es especialmente beneficioso para las aplicaciones con poca luz. Además, determinados sensores pueden tener una mayor sensibilidad a diferentes rangos de longitud de onda. Dependiendo de su aplicación, los resultados de la QE a determinadas longitudes de onda podrían ser más importantes que otros. Por ejemplo, una mayor QE en el rango de infrarrojo cercano (de 850 a 950 nm) es importante en el monitoreo del tráfico con poca luz. Algunos de los mejores sensores que FLIR ofrece tienen una QE máxima de un 70 % a un 80 % (consulte la imagen para ver una tabla de ejemplo). Ningún sensor tiene una eficiencia del 100 %.

¿Qué afecta los resultados de la QE? El diseño del fabricante del sensor. Los sensores más nuevos, como los sensores Pregius de Sony, tienden a tener una QE mayor.

RUIDO OSCURO TEMPORAL (también conocido como ruido de lectura)

Unidad de medida: Electrones (e-)

Definición: ruido en el sensor cuando no hay señal.

¿Qué significa esto? Un ruido oscuro temporal más bajo significa una imagen más nítida. Todos los sensores presentan algún nivel de ruido oscuro temporal, causado por la electrónica del sensor. El ruido oscuro temporal no resulta afectado por el tiempo de exposición y no incluye el ruido de disparo.

¿Qué afecta el ruido oscuro temporal? Los diseños del fabricante del sensor y la cámara. Los sensores más nuevos aprovechan las técnicas para reducir el ruido oscuro temporal. Los fabricantes de cámaras pueden disminuir aun más el ruido si reducen el reloj de píxeles y apagan determinados circuitos que rodean el sensor.

CAPACIDAD DE SATURACIÓN (también conocida como profundidad total)

Unidad de medida: Electrones (e-)

Definición: cantidad de carga que un píxel puede tener.¿Qué significa esto?

 Cada píxel es como un pozo o una cubeta que puede contener electrones. La capacidad de saturación muestra el número máximo de electrones que un píxel individual puede guardar y se relaciona con el tamaño del píxel de un sensor. Mientras mayor sea la capacidad de saturación, mayor será el posible rango dinámico. Mientras menor sea el número, mayor será la velocidad con la que el píxel alcance su carga máxima. Si imagina a todos los píxeles alcanzando su capacidad de saturación, la imagen sería similar a la pantalla de un monitor en blanco. La capacidad de saturación por sí sola no es una métrica perfecta para basar el rendimiento del sensor, dado que el ruido oscuro temporal y la eficiencia cuántica funcionan en relación con este para los resultados del rango dinámico y la relación señal-ruido.

¿Qué afecta los resultados? El diseño del fabricante del sensor. Los sensores más nuevos con diseños de píxeles mejorados tendrán mayores resultados de capacidad de saturación. En general, mientras mayor sea el tamaño del píxel, mayor es la probabilidad de que la capacidad de saturación sea superior.

RELACIÓN SEÑAL - RUIDO (se abrevia como SNR o SN)

Unidad de medida: decibelios (dB) o bits

Definición: relación entre la señal en el punto de saturación y el ruido en el punto de saturación. El ruido en el punto de saturación se denomina ruido de disparo.

¿Qué significa esto? Mientras mayor sea el número, mayor será el contraste y la claridad en relación con el ruido de la imagen. Por ejemplo, si tiene una SNR de 1, el objeto por capturar será indiscernible del ruido en la imagen. Una elevada relación señal-radio es una especificación importante para las aplicaciones con muy poca luz, como la microscopía de campo oscuro y la proyección de imagen de la fluorescencia. Todos los sensores de la familia de cámaras FLIR tienen una SNR superior a 35 dB y las mejores llegan a los 40 dB.¿Qué afecta los resultados?

 Los diseños del fabricante del sensor y la cámara. Los resultados del ruido oscuro temporal, el ruido de disparo, la eficiencia cuántica y la capacidad de saturación afectarán la relación.

RANGO DINÁMICO

Unidad de medida: decibelios (dB) o bits

Definición: relación entre la señal en el punto de saturación frente a la medición mínima del sensor.¿Qué significa esto?

 Mientras mayor sea el número, mayores niveles de detalle de la escala de grises logrará en la imagen. En otras palabras, el rango dinámico describe la capacidad de la cámara para detectar las intensidades máxima y mínima de luz (sobras y toques de luz). Los modelos con un mayor rango dinámico pueden detectar más detalles. En las aplicaciones al aire libre donde las áreas luminosas y oscuras se fotografían al mismo tiempo o las cámaras se exponen a condiciones de iluminación que cambian rápidamente, un mayor rango dinámico es mejor.¿Qué afecta los resultados?

 Los diseños del fabricante del sensor y la cámara. El conversor digital-analógico (CDA) de la cámara también puede afectar el rango dinámico, ya que un CDA de menos bits podría limitarlo.

UMBRAL DE SENSIBILIDAD ABSOLUTA

Unidad de medida: fotón (γ)

Definición: número de fotones necesarios para tener una señal igual al ruido.¿Qué significa esto?

 Mientras menor sea la cantidad de fotones, mejor podrá la cámara identificar los datos útiles del ruido de la cámara. Esta especificación es más importante para las aplicaciones en condiciones de muy poca luz. En lugar de contemplar únicamente la QE o el ruido oscuro temporal, el umbral de sensibilidad absoluta proporciona una mejor comprensión del rendimiento con poca luz, dado que ya toma en cuenta la QE y el ruido oscuro temporal del sensor, así como el ruido de disparo.¿Qué afecta los resultados?

 Los diseños del fabricante del sensor y la cámara. El umbral de sensibilidad absoluta toma en cuenta el ruido oscuro temporal, el ruido de disparo y la eficiencia cuántica del sensor.

GANANCIA

Unidad de medida: Electrones por ADU de 16 bits (e-/ADU)

Definición: parámetro que indica la dimensión de carga necesaria de los electrones para observar un cambio en las ADU de 16 bits (mejor conocido como escala de grises).¿Qué significa esto?

 Para comprender mejor esta especificación, imagine un tabla de la escala de grises de 16 bits. Los 16 bits del gris son iguales a los exclusivos 65 535 niveles de gris (consulte la imagen). Para que el sensor registre un salgo al siguiente nivel de gris, necesitaría un número específico de electrones. Eso es lo que describe la especificación.¿Qué afecta los resultados?

 Los diseños del fabricante del sensor y la cámara. La capacidad de saturación y la ADU especificada (en este caso, usamos 16 bits) cambiarán los resultados.

Revisión del sensor de la cámara

Para ver una comparación en paralelo de nuestros modelos USB 3.1 y GigE, descargue los PDF de la revisión del sensor. Nota: Estos PDF no incluyen las tablas de la QE.