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NOTAS TCNICAS

Como instalar un sistema de CCTV? 8 parte

COMO INSTALAR UN SISTEMA DE CCTV  8° parte

Cámaras MEGAPIXEL

El avance de la tecnología en materia de dispositivos captadores de imagen dio nacimiento a una nueva generación de cámaras de CCTV, que incorporan los adelantos logrados en la fotografía digital y la transmisión de video por red.

En los sistemas convencionales de CCTV, con una sola cámara se puede visualizar o una vista panorámica o un detalle de una escena determinada. En cambio con las cámaras MEGAPIXEL de alta definición, se pueden observar simultáneamente los detalles de la escena y la vista completa de la misma, tanto en visualización directa como en imágenes grabadas.
En el mercado ya se ofrecen cámaras con resoluciones que van desde 1 a 16 Megapíxel. Destacamos que una cámara de 16 Megapíxel tiene la resolución equivalente a 50 o 60 cámaras convencionales.

Si digitalizamos la imagen de una cámara analógica tradicional de 420 TVL, obtenemos un resolución estándar VGA de 640 x 480 pixeles, o 307.200 píxel, es decir 0,3 Megapíxel.
Las cámaras MEGAPIXEL llevan su nombre debido a que poseen más de un millón de píxel de resolución. Es decir que el tamaño de la imagen al expresarlo en píxel horizontales por píxel verticales es superior a un millón de elementos de imagen.
Con esta resolución, se consiguen imágenes hasta 60 veces más grandes que las tradicionales a resolución CIF de 352 x 288 píxel. (El formato CIF, abreviatura de Common Intermediate Format, se utiliza para compatibilizar los diversos formatos de vídeo digital). Esto permite que existan 60 veces más detalles en la imagen, lo que posibilita realizar acercamientos en forma digital (zoom) sin que se pierda calidad o haya distorsión y sin que aparezca un molesto efecto de “pixelado”.
 Mediante estas cámaras, se logra ver y grabar escenas con valiosa información, como por ejemplo leer la chapa de un vehículo, identificar a una persona o verificar actos delictivos a distancia.
Algunas cámaras emplean sensores de uso científico capaces de distinguir más de 16.000 niveles de intensidad luminosa, es decir 64 veces más que el ojo humano. Esto permite ver en lugares de rango lumínico muy amplio, ya sean muy oscuros o con mucha luminosidad.

La mayoría de las cámaras MEGAPIXEL son totalmente digitales con salida IP, para ser conectadas a una red. Por lo tanto hay que asegurarse que el ancho de banda de la misma tenga la capacidad adecuada debido a la gran cantidad de información continua que se envía.
Por este motivo, la calidad y categoría de los cables de datos debe ser óptima. Se recomienda utilizar cable UTP categoría 6 o 7 y conectores de la mejor calidad posible.
Para las cámaras de más alta resolución es conveniente utilizar fibra óptica.
Por ejemplo, para una señal de 2 Megapíxel a 25 c/s se necesitan casi 20 Mbps (Mega bits por segundo. Unidad que se utiliza para medir la velocidad de una red) y para 10 cámaras 200 Mbps efectivos libres. Por lo tanto para este caso, se debe trabajar con redes LAN de 1 Gbps.
De todas maneras, por ahora las imágenes de las cámaras MEGAPIXEL no son muy adecuadas para transmitir a las mejores velocidades y resoluciones por los canales tradicionales de datos. Es más conveniente grabar localmente en forma óptima y transmitir el video a la velocidad y resolución acorde al ancho de banda del medio que se disponga.
Algunas cámaras MEGAPIXEL, pueden generar señales de video en resolución VGA, ocupando menor ancho de banda e incrementar de manera automática la resolución cuando se detecta un cambio de imagen. Esto permite un ahorro considerable tanto de ancho de banda como de disco rígido.
Como ejemplo, podemos decir que en un disco rígido de 500 GB se puede almacenar algo más de 2 días de video continuo a 25 c/seg, de una cámara con resolución de 3 Megapíxel. Pero ya se consiguen en el mercado discos de 1 Tera Bytes o más que permiten almacenar un mayor número de días de grabación de acuerdo a las necesidades de cada caso.
Debemos tener en cuenta, que las cámaras IP disponen de un procesador que comprime las imágenes de acuerdo a un determinado protocolo, tal como mencionamos en nuestra Nota técnica N° 7. Esta función es imprescindible para la transmisión y almacenamiento de las imágenes Megapíxel dado el tamaño de las mismas.
En las cámaras actuales, se está utilizando el protocolo H.264. Tiene la particularidad frente a sus antecesores que predice cuando algo a través de la escena se va a mover y en anticipación a ese movimiento, emite áreas sin cambios por adelantado. Esto ha permitido archivos de video un 50% más pequeños que los logrados con el protocolo MPEG-4 pero con procesadores mucho más poderosos.
También hay empresas que han logrado cámaras de 16 Megapíxel con el protocolo JPEG2000, un poco más antiguo pero no menos potente. Tiene como ventaja, la posibilidad de poder seleccionar un área determinada, evitando transmitir detalles de toda la extensión de la imagen. Esto quiere decir que el usuario encuadra la zona que desea visualizar con más detalles (con el consecuente ahorro en el ancho de banda de transmisión), dejando con menos detalles la zona que no interesa.
Si bien los procesadores han resuelto parte del problema, los programas de gestión de video tienen el trabajo de decodificar las imágenes comprimidas.
Por este motivo, no es tan sencillo como en las cámaras analógicas el reemplazo de una de un determinado fabricante por otra de otro origen. En general los software de las distintas empresas no son compatibles y se deben utilizar los adecuados para cada tipo de cámara.

Existen algunas reglas prácticas recomendadas con relación al número de píxeles necesarios para cada aplicación. Para una imagen de visión completa, se considera que 20 o 30 píxeles son suficientes para representar 30 cm de una escena. En los casos que se requieran imágenes más detalladas como la identificación de rostros, se necesitarían 150 píxeles por cada 30 cm. Esto significa que por ejemplo, si se desea identificar con precisión a las personas que pasan por un área de 2 m² , la cámara tiene que tener una resolución de más de 1 Megapíxel.

Debemos tener en cuenta además que los monitores donde se deben observar las imágenes también deben ser de alta resolución, para que todo el sistema sea coherente y no haya pérdida de información. Los monitores de CCTV convencionales o los de PC no son aptos para este tipo de cámara.
Preferiblemente se deben utilizar equipos LCD o de Plasma con resolución HDTV (1920 x 1080). De esta forma se pueden visualizar en forma óptima cámaras de hasta 2 Megapíxel.

La calidad y pureza de los lentes a utilizar en las cámaras Megapíxel es de particular importancia. Las irregularidades de fabricación de los lentes económicos, que no son perceptibles cuando se usan en cámaras de baja resolución cobran relevancia en las de alta resolución.
La luz que pasa por la periferia de una lente esférica hace foco en un lugar distinto de la que pasa por el centro. 
 
Por este motivo, los fabricantes ya ofrecen los construidos con lentes asféricas
(aspherical lens) y usando cristales de muy baja dispersión. Este tipo de lentes permite compensar las aberraciones esféricas de los lentes convencionales, logrando que la imagen que recibe el dispositivo captador de imágenes de la cámara  tenga una distorsión mínima. Con adecuados pulidos y revestimientos, se logra disminuir además el deslumbramiento y la aberración cromática. De esta forma cuando se realiza un zoom digital de una imagen determinada, se puede visualizar con total claridad los detalles periféricos y centrales de la escena.

Con una sola cámara IP con resolución Megapíxel se pueden controlar grandes áreas urbanas y en caso de ser necesario visualizar en detalle una zona reducida de la escena. Son adecuadas para capturar imágenes nítidas de objetos en movimiento y su aplicación en aeropuertos, estaciones de peaje, grandes centros comerciales etc, hacen que por su versatilidad vayan ocupando en el futuro un espectro cada vez mas grande del mercado de la video vigilancia.