Diez años de patentada tecnología de sensores multifocal

Desde luego, no existe una respuesta clara a la pregunta formulada inicialmente. Son demasiado diferentes los campos de aplicación y los objetivos que los usuarios quieren alcanzar. ¿Se trata de captar de la forma más económica posible superficies vastas, pero mayoritariamente vacías, o distancias grandes, pero únicamente distinguiendo sucesos? ¿O es importante obtener grabaciones de alta resolución de todas las áreas de imagen y solamente tener la posibilidad de hacer zoom en áreas determinadas en caso de necesidad? ¿Qué hay de los requerimientos de análisis? Y, por supuesto: ¿qué costes presenta cada una de las diferentes soluciones?

Como es sabido, la abreviatura ‘PTZ’ representa los términos ingleses ‘Pan’, ‘Tilt’ y ‘Zoom’, es decir, ‘girar’, ‘inclinar’ y ‘hacer zoom’. Gracias a estas tres funciones, las cámaras PTZ pueden captar objetos y personas y ampliar encuadres seleccionados mediante zoom óptico para una identificación más exacta. Las cámaras PTZ se usan especialmente en la vigilancia en vivo. Ayudan a seguir los sucesos al detalle y así intervenir inmediatamente. Pero los hechos que ocurren fuera de la zona que se encuentra dentro del ‘foco PTZ’ en ese momento, siguen sin detectarse debido a limitaciones técnicas, lo que precisamente en áreas muy frecuentadas puede representar un problema. Además, un operador puede examinar sólo una vista de detalle por sistema de cámara. Por tanto, en situaciones complejas, se requieren teóricamente tantos sistemas PTZ como sucesos haya, siendo algo obviamente no realista. Las cámaras PTZ tampoco son aptas para el análisis ya que el encuadre y la resolución –es decir, la calidad de los datos– cambian continuamente. El cumplimiento de los requerimientos de protección de datos, como puede ser la definición de ‘máscaras de privacidad’, también es insuficiente.

El caso de las modernas cámaras megapíxel es diferente. Representan siempre la imagen completa, muchas veces con una calidad muy buena, y permiten una visión de áreas grandes. Sin embargo, persiste un problema básico en Física: las cámaras megapíxel observan –a pesar de la, en parte, alta resolución de sensor– determinadas escenas, p.ej. en la zona posterior de la imagen, con una resolución inferior que en la zona delantera de la imagen. Pero determinados casos de aplicación exigen, según se describe en la DIN EN 62676-4, una cierta resolución mínima en toda la superficie a observar. Para que, por ejemplo, las imágenes de rostros sean admitidas ante los tribunales se requiere un mínimo de 250 píxeles por metro (px/m) y en el caso del puro análisis de objetos más grandes, solamente 62,5 px/m.

Es decir, las cámaras megapíxel ‘desperdician’ un recurso valioso como es la ‘densidad de resolución’ en la zona delantera de la imagen mientras esta escasea en la zona posterior de la imagen. Pero tampoco sistemas de cámara adicionales o muchas cámaras más pequeñas con diferentes distancias focales resuelven este problema. La integración eficiente de las mismas es, con los sistemas de gestión de vídeo existentes, una operación muy costosa y, en la mayoría de los casos, desesperanzadora. Ocurre algo similar con la combinación de varios grandes sistemas megapíxel, en la que, debido a la descrita ‘sobrecompensación’ de resolución, los gastos de hardware e infraestructura se van rápidamente de las manos generando problemas de ancho de banda que llevan incluso a redes existentes de 1 Gbit/s a sus límites. Esto también es aplicable a la planificación que alcanzaría rápidamente unos gastos ya no justificables.

El problema de ‘una resolución mínima para un análisis potente’ tampoco se resuelve satisfactoriamente con las cámaras tradicionales de un solo sensor. Conforme al conocido principio de análisis de datos ‘Garbage (basura) In, Garbage Out’, la calidad de los resultados de los sistemas que procesan los datos sólo puede ser tan buena como la calidad de los datos fuente. Para obtener buenos resultados del análisis de vídeo, el criterio esencial para esta calidad de datos es una resolución mínima adecuada al requerimiento de análisis correspondiente (y, en el caso ideal, definible ya durante la planificación), incluso en las zonas posteriores de la imagen.

Dados los inconvenientes arriba descritos en la vigilancia de áreas espaciosas, muchos integradores recurren a una combinación de cámaras PTZ y de un solo sensor. Una alternativa ofrecen los, así llamados, sistemas multisensor, en los que están colocados varios sensores y objetivos en una carcasa, normalmente en un ángulo de 180 o 360 grados. Los conocidos inconvenientes –tales como una resolución baja en zonas alejadas de la imagen, ninguna grabación de alta resolución de la escena completa o una calidad de datos insuficiente para un análisis en toda la superficie– tampoco los pueden resolver estos sistemas de forma satisfactoria.

La patentada tecnología de sensores multifocal (MFS), finalmente, suma las ventajas de sistemas PTZ y megapíxel combinando varios objetivos y sensores (‘multi’), todos con diferentes distancias focales (‘focal’), en una carcasa. De esta manera, los sistemas MFS pueden captar también las zonas posteriores y medias de la imagen con una densidad de resolución mínima tan alta como las escenas en primer plano. Un software potente combina hasta ocho imágenes individuales en una imagen completa de alta resolución integrando también la calibración de los sistemas, así como la sincronización de hora e imagen. Los sistemas MFS son además escalables y combinables a voluntad. Así es posible manejar mediante software incluso varias cámaras MFS como si fueran un solo sistema de cámara.

En los campos de aplicación de videovigilancia y videoobservación, esto permite abarcar un contexto espacial muy grande en alta resolución en un único monitor. En caso necesario, los operadores pueden abrir mediante clics de ratón tantas ventanas de zoom como deseen. De esta forma, se mantienen también bajo control situaciones complejas. Al fin y al cabo, se trata casi de sistemas PTZ ‘virtuales’ en un número teóricamente ilimitado. Para el seguimiento en la vigilancia, la tecnología MFS tiene la ventaja de que graba toda la zona de la imagen con la resolución mínima definida previamente, de modo que no se pierde ninguna información, por ejemplo, para la evaluación forense. Finalmente, para el análisis, la tecnología MFS ofrece, con considerablemente menos sistemas, una calidad de datos mínima constante en todo el espacio a cubrir.

Las tecnologías convencionales, naturalmente, siguen teniendo su razón de ser; sean exigencias extremas de resolución de detalle que sólo pueden cumplirse con sistemas PTZ, o situaciones en las que basta una gran vista general sin detalles de alta resolución, p.ej. en la zona posterior de la imagen.

Sin embargo, en la combinación de ambos requerimientos –especialmente, cuando se trata de representar grandes áreas con una resolución mínima definida por toda la superficie–, la tecnología de sensores multifocal puede jugar con ventaja. Responsables de seguridad, p.ej. de medianas y grandes empresas, operadoras de estadios o administraciones municipales pueden captar amplias áreas con un número claramente inferior de sistemas. El fabricante Dallmeier habla de una media de hasta 24 cámaras individuales que pueden ser sustituidas por un sistema MFS. Así, los costes totales se reducen –sobre todo por los ahorros en la infraestructura y en los gastos de instalación y operación– a un mínimo.