Tipos y elección de cámaras de seguridad (I)

Por: Mark S. Wilson*

No importa el tipo de software de video, transmisión, almacenamiento y manejo, no importa qué tipo de aplicación esté desde el pasillo de un colegio hasta la recepción de equipaje de un aeropuerto, el corazón del sistema reposa en el extremo. Es la cámara.

Por supuesto, hay cámaras digitales y analógicas. Pero hay más puntos en común que diferencias entre ellas. En el primero de una serie de reportes técnicos detallados de Infinova, también disponibles en el sitio web de la firma, se exploró el dilema de cuándo moverse al IP con una simple razón básica —salto basado en un control de costos que prolonga la vida del equipo existente. Para la mayoría de los sitios, la migración se dará gradualmente y, durante el proceso, las soluciones IP y analógica coexistirán, en algunos casos durante muchos años.

Al igual que antes, sigamos al director de seguridad Terry Jones y a Helen Smith, segunda en la dirección, quienes trabajan para una empresa de mediano tamaño, pues ahora enfrentan las decisiones y complejidades que trae consigo la selección de las cámaras.

Tipos de cámaras
Básicamente existen dos tipos generales de cámaras: fijas y PTZ (de panorámica, inclinación y acercamiento). Existen además dos tipos de tecnologías de cámaras: analógicas e IP o cámaras en red. Las cámaras fijas no son tan complicadas como los modelos PTZ, que, por un lado, pueden simplificar el proceso de selección así como la migración. Por el otro, dado que las cámaras fijas tienen menos características y ajustes, es crucial tener o comprar el lente adecuado para una aplicación específica con ellas.

La mayoría de las instalaciones usan cámaras fijas y PTZ, dependiendo de las necesidades. En promedio, la cámaras PTZ cuestan más que las fijas. Y dado que las  PTZ son por lo general de mayor tamaño que las fijas, éstas últimas pueden atraer a los usuarios finales que buscan estética y seguridad. Por ejemplo, existen cámaras fijas de minidomo, que miden sólo unas pocas pulgadas de diámetro, para instalaciones donde la apariencia es una consideración importante. En comparación con las cámaras fijas tradicionales, el domo añade un nivel de protección extra contra golpes y personal de limpieza.

Si una cámara es de exteriores, hay muchas opciones. Una es el uso de una de las llamadas unidades día/noche. Cuando la cámara detecta que es de noche, aumenta la sensibilidad. Y cambia a monocromática. Otra opción se centra en la formación de imágenes térmicas, visión nocturna y cámaras infrarrojas. A menudo esta alternativa incluye la iluminación infrarroja, que se logra mediante LED instalados dentro de la carcasa. Al seleccionar Iluminación IR, un criterio general de la gente de arquitectura e ingeniería es un pie (30 cm) por LED. El lado negativo: si algo se acerca demasiado a la cámara, puede crear un destello en la imagen.

Megapíxeles y alta definición
En comparación con las cámaras de definición estándar, están apareciendo las cámaras IP de megapíxeles y de alta definición (HD) —el brandy y el coñac de las cámaras—. No todas las cámaras de megapíxeles son HD, pero todas las cámaras HD son de megapíxeles. Las HD son cámaras de megapíxeles pero que también cumplen los estándares de televisión de alta definición (HDTV). Como sucede con mucha parte del sector de cámaras de seguridad, todo depende de los píxeles —del número de ellos en este caso.

A comienzos del siglo xxi, hubo un cambio de guardia en la industria electrónica. A la definición estándar, que había sido la tecnología de facto durante muchas décadas, se le unió la alta definición. La definición estándar (SD) se refiere a la señal digital de video a 640 x 480 o 704 x 480 líneas de resolución.

Las cámaras de megapíxeles muy altos —7, 10 y 14— están diseñadas para aplicaciones especiales y tienen por objeto las actividades de vigilancia general. Requieren más ancho de banda y más capacidad de almacenamiento, y las mayores resoluciones a menudo no funcionan a altas velocidades de cuadros, 1-2 cuadros/seg.

Ventajas más allá de lo analógico
Sin embargo, el aumento del detalle o del área “de monitoreo” por encima de las capacidades de la tecnología analógica es una ventaja. El gran formato de imagen permite a la cámara capturar mayores detalles u ofrecer un campo de visión más amplio. El video IP de megapíxeles consiste en datos digitales que ocupan ancho de banda, de modo que es esencial el control de ancho de banda en el diseño de un sistema de video IP rentable. No obstante, la mayoría de las cámaras IP tienen control de ancho de banda incorporado.

Hay también retornos decrecientes cuando se visualizan las imágenes de las cámaras de megapíxeles en la mayoría de los monitores. La resolución máxima del monitor es lo que usted ve desde las cámaras. De modo que con las cámaras de megapíxeles las mayores resoluciones se ven igual. El verdadero beneficio de la resolución con mayores megapíxeles está en el uso del zoom digital.

Barrido
Las cámaras también pueden variar por tipo de barrido. Las cámaras IP usan barrido progresivo o no entrelazado en el que se dibujan en secuencia todas las líneas de cada cuadro. En contraste, las cámaras analógicas usan un entrelazado en el que sólo se dibujan en forma alternada las líneas impares y luego las líneas pares de cada cuadro (cada imagen ahora se llama un campo).

Volviendo a la necesidad de coexistencia de las cámaras analógicas y digitales, Terry ya ha llegado a una conclusión importante. Aunque en el pasado había cuestionamientos legítimos sobre la calidad de la imagen digital que se producía, en la actualidad las cámaras IP ofrecen una calidad de imagen superior a la de las cámaras analógicas. Una razón para esto es el barrido progresivo; los usuarios finales ganan una imagen muy nítida cuando miran un video por un cuadro a la vez.

Ventajas del barrido progresivo
- Mayor resolución vertical que el video entrelazado con la misma velocidad de cuadros.
- Ausencia de artefactos visuales asociados con el video entrelazado de la misma velocidad de líneas, como vibración interlínea.
- No hay necesidad en la borrosidad intencional (en ocasiones llamada suavizado o anti-aliasing) del video para reducir la vibración interlínea y el cansancio ocular.
- Ofrece mejores resultados para escalar a mayores resoluciones que el video entrelazado equivalente. El escalado funciona bien con cuadros completos, por esa razón debe desentrelazarse el video entrelazado antes de escalarlo. El desentralazado puede generar objetos con un grave "efecto de peine".
- Los cuadros no tienen artefactos entrelazados y pueden usarse como fotos fijas.

Hay cámaras que, como paquete de la cámara, el lente y el mecanismo motorizado pueden hacer más cosas que las versiones fijas. Un ejemplo es la panorámica, la inclinación y el acercamiento, o PTZ. Existen infinidad de situaciones en las que la única opción viable es una cámara PTZ —analógica o de megapíxeles—.

Preconfiguraciones y movimiento rápido por las posiciones
Un factor importante que Terry y su colega consideran al seleccionar cámaras PTZ es el número de posiciones predeterminadas que pueden preprogramarse en la cámara. Las preconfiguraciones son una serie de posiciones en las que puede programarse una cámara para pasar automáticamente en el curso de una ronda, turno o día para garantizar el cubrimiento de un área específica o cuando se integra un sistema de vigilancia por video con un sistema de alarma o control de acceso. Puede programarse la cámara para que pase a una posición predeterminada cuando ocurra cierto evento, por ejemplo, cuando se abra una puerta.

Con qué rapidez cambia de posiciones la cámara PTZ es otra consideración. Por ejemplo, una cámara puede moverse hasta 280 grados por segundo al moverse a una posición predeterminada pero hasta 100 grados por segundo cuando el personal de seguridad o un policía controlan el dispositivo en forma manual. Los domos de velocidad, que tienen la capacidad de moverse con rapidez a través de una serie de posiciones, son una alternativa, en especial cuando hay muchos puntos que monitorear con una sola cámara o si la amenaza tiene un movimiento particularmente rápido.

La velocidad de rotación es una característica fuerte de los domos PTZ de Infinova, con 400 grados por segundo entre puntos predeterminados. Además, en modo predeterminado, es esencial la precisión de posicionamiento de una vista a otra. Un mal posicionamiento produce una cámara que no señala la escena que un operador seleccionó para detenerse en la ronda. En relación con la informática forense, esto puede crear evidencia inútil cuando debe revisarse actividad sospechosa. Las cámaras de Infinova tienen una precisión predeterminada de 0,1 grados.

El zoom es otra característica que Terry y Helen sopesan, pero una consideración complicada por el hecho de que muchas cámaras tienen un zoom óptico además del zoom digital. Un zoom óptico hace que los objetos lejanos parezcan más cercanos usando una serie de ajustes a un lente óptico. Muchas cámaras tienen también zoom digital: en lugar de hacer un acercamiento manual a través de la óptica, un operador puede aumentar los píxeles. Pero existe un límite a este último en términos de la borrosidad de las visualizaciones.

Helen tiene una sólida advertencia a su jefe. Magnificar los píxeles no ayuda a hacer más utilizables las imágenes de vigilancia. El zoom digital sólo es útil en la medida en que devela píxeles oscuros recogidos por la cámara. Con las cámaras de megapíxeles, es posible que recojan muchos más píxeles de los que puede desplegar un monitor de seguridad estándar, de modo que un operador ve la imagen a menor resolución que la cámara. En tal situación, el zoom digital puede añadir datos al monitor. Pero una vez más el zoom digital no añade más información; sólo la hace más borrosa.

Lista de verificación para gerentes
Hay varias preguntas que Terry y Helen decidieron que necesitaban respuesta al sopesar su uso actual y futuro de las cámaras. Algunas podrán responderse gracias a la ayuda experta de un integrador de sistemas, consultor de arquitectura e ingeniería o fabricante de productos.

Entre los principios:
- ¿Qué quiere que las cámaras vean y cuál es la distancia?
- ¿Qué tipos de lentes se necesitan (Gran angular, normal, teleobjetivo)? ¿Pueden usarse lentes varifocales?
- ¿Qué resolución se necesita para cada cámara?
- ¿Se necesitan cámaras de megapíxeles, alta resolución o alta definición? ¿Qué hay sobre las térmicas?
- ¿El sistema de control de video puede acomodar las características de las cámaras?
- ¿Se requieren licencias para las cámaras digitales?
- ¿Cuántas imágenes por segundo se necesitan para cada cámara?
- ¿Cuál es el número total de cámaras requerido? ¿Fija o de rotación-inclinación-acercamiento (PTZ)?
- ¿Qué tipos de cámaras se necesitan: domos/minicámaras de domo?, ¿cámaras de bala?, ¿compartimientos? ¿PTZ?, ¿instaladas en la pared o el cielorraso?
- Si se necesitan cámaras PTZ, ¿hay operadores disponibles o se programarán los PTZ con base en un patrón de rotación automatizado? ¿O serán digitales los PTZ para que puedan hacerse acercamientos o moverse después de hecha una grabación?
- ¿Están las cámaras en un entorno especial que requiera compartimientos, como carcasas a prueba de explosiones?
- ¿Qué tipo de cielorraso y de paredes hay (cielorraso suspendido, cielorraso y paredes sólidas, drywall)?

Entre las áreas por cubrir:    
- ¿Se necesitan cámaras en el exterior?
- ¿Qué áreas desea cubrir afuera (entradas, estacionamientos, espacios abiertos, alambrados)?
- ¿Deben leerse los números en las placas de matrícula?
- ¿Hay alguna iluminación durante la noche? ¿Se necesitan iluminadores infrarrojos, cámaras día/noche o térmicas?
- ¿Son apropiadas las cámaras de domo o los compartimientos para cámaras?
- ¿Se necesitan calentadores o ventiladores debido a las condiciones climáticas?
- ¿Qué tipo de cable se requiere tender desde las cámaras: coaxial, par trenzado, Cat 5e, fibra óptica? ¿Ya está instalado?
- ¿Puede usarse potencia sobre Ethernet (PoE)?
- ¿Dónde están ubicados o se ubicarán los tomas eléctricos?

Nota: La segunda parte de este artículo la podrá encontrar en nuestra próxima edición.

* Mark Wilson es el vicepresidente de mercadeo de Infinova.