Você tem dados de teste sobre o desempenho do sensor da Sony em ambientes com pouca luz?

Já perdi a conta de quantas vezes um comprador me pediu especificações para pouca luz¹ - apenas para perceber mais tarde que os números que eles viram em outro lugar eram completamente enganosos.

Desempenho do sensor Sony em baixa luminosidade² é melhor medido por Valores de SNR1s³, e não as classificações de marketing do Lux. A Sony Sensores STARVIS 2⁴ como o IMX678⁵ e IMX585⁶ oferecem sensibilidade no infravermelho próximo até 2,5x maior e valores de SNR1s tão baixos quanto 0,12 lx, garantindo filmagens nítidas na escuridão quase total sem desfoque de movimento.

Dados de teste da câmera PTZ com sensor Sony para pouca luz

Neste artigo, detalharei os dados reais de teste por trás dos sensores que usamos na Loyalty-Secu. Explicarei quais números realmente importam e mostrarei como evitar as armadilhas de especificação mais comuns nesse setor. Vamos ao que interessa.

Como o sensor da minha câmera PTZ se compara ao de outras câmeras? 0,001 Lux⁷ Condições?

Ouço essa pergunta pelo menos uma vez por semana. E todas as vezes, tenho que parar e perguntar: De onde você tirou esse número de 0,001 Lux?

A maioria das reivindicações de 0,001 Lux vem de testes com obturador lento, o que causa grande desfoque de movimento. Uma comparação justa de sensores requer condições fixas: mesma abertura de lente, mesma velocidade de obturador, mesmo nível de AGC. Sob essas regras, os sensores STARVIS 2 superam consistentemente as gerações anteriores por uma ampla margem.

Comparação do sensor da câmera PTZ com pouca luz 0,001 Lux

Por que a maioria dos números de Lux é enganosa

Aqui está algo que a maioria das fábricas não lhe dirá. Quando afirmam 0,0001 Lux, geralmente testam com Obturador lento⁸ (também chamado de Sens-up) ativado. O obturador lento mantém o obturador aberto por mais tempo. Mais luz atinge o sensor. A imagem parece mais clara. Mas qualquer coisa que se mova - uma pessoa, um carro, até mesmo uma árvore balançando - se transforma em uma bagunça borrada. Não é possível ler um rosto. Não é possível ler uma placa. Para uma câmera de segurança⁹, Isso anula todo o propósito.

Em projetos reais, ninguém executa o Slow Shutter em uma câmera PTZ observando um portão ou um estacionamento. O alvo está sempre em movimento. Portanto, o número 0,0001 Lux não significa nada na prática.

Aprendi isso da maneira mais difícil há alguns anos. Um cliente me ligou, furioso, porque sua filmagem não se parecia em nada com o vídeo de amostra. A fábrica havia testado com um obturador de 4 segundos. Em um site ao vivo? Inútil.

Como comparo os sensores da maneira correta

Quando avalio um sensor para as nossas câmeras PTZ, primeiro defino três coisas:

• Velocidade do obturador: Fixo em 1/30s (NTSC) ou 1/25s (PAL)
• Abertura da lente: F1.6 ou F1.4, consistente em todos os testes
• AGC (Controle automático de ganho¹⁰): Definido para um máximo fixo, sem aumento ilimitado

Em seguida, observo a imagem em diferentes níveis de luz - 1 Lux, 0,1 Lux, 0,01 Lux - e verifico se há ruído, precisão de cores¹¹, e detalhes. É nesse ponto que os sensores STARVIS 2 saem na frente. A 0,01 Lux, uma câmera baseada no IMX678 ainda mostra imagens coloridas utilizáveis. Uma câmera IMX415 mais antiga, com o mesmo nível de luz, já está no modo preto e branco com muito ruído.

Comparação rápida de sensores em condições controladas

Parâmetro de teste	IMX678 (Starvis 2)	IMX585 (Starvis 2)	IMX415 (Starvis 1)
Resolução	4K (8MP)	4K (8MP)	4K (8MP)
Tamanho do sensor	1/1.8	1/1.2	1/2.8
Imagem colorida utilizável em	0,01 Lux	0,005 Lux	0,05 Lux
Imagem em preto e branco utilizável em	0,002 Lux	0,001 Lux	0,01 Lux
É necessário um obturador lento?	Não	Não	Frequentemente sim

Sempre compartilho esse tipo de dados de testes controlados com meus Compradores B2B¹² antes de fazer um pedido. Isso economiza o tempo de todos e evita surpresas desagradáveis durante a aceitação do site.

Posso ver o SNR (Relação sinal-ruído¹³) Relatórios para suas câmeras Sony?

Eu adoro essa pergunta. Quando um comprador pede dados SNR em vez de classificações Lux, sei imediatamente que ele entende o que realmente importa.

SNR1s é uma métrica específica da Sony que mede o nível de luz em que o sinal é igual ao ruído. SNR1s mais baixo significa imagens mais limpas em cenas mais escuras. Para a IMX678, o SNR1s é de 0,18 lx. Para o IMX585, ele cai para 0,12 lx - aproximadamente 2,5 vezes melhor do que o IMX415 mais antigo, de 0,47 lx.

Relação sinal-ruído SNR Relatório da câmera Sony STARVIS 2

O que o SNR1s realmente diz a você

SNR significa Signal-to-Noise Ratio (relação sinal-ruído). Em termos simples, sinal são os dados úteis da imagem - o rosto, a placa do carro, o objeto que lhe interessa. O ruído é a granulação aleatória e os pontos de cor que aparecem quando não há luz suficiente. Quando o sinal é igual ao ruído (SNR = 1), você atingiu o limite da filmagem utilizável. Abaixo desse ponto, a imagem é, em sua maior parte, ruído.

A Sony criou a métrica SNR1s especificamente para câmeras de segurança. Ela responde a uma pergunta: em que nível de luz o sensor atinge SNR = 1? Quanto mais baixo for esse número, melhor será o desempenho do sensor no escuro.

Eu uso essa métrica como meu filtro principal quando escolho sensores para um novo modelo de PTZ. Ela corta todo o ruído do marketing. Um número. Uma verdade.

Dados SNR1s para nossas principais opções de sensores

Modelo do sensor	Geração	Valor de SNR1s	Tamanho do pixel	Melhor caso de uso
IMX678	Starvis 2	0,18 lx	2,0 μm	Vigilância da cidade, tráfego inteligente
IMX585	Starvis 2	0,12 lx	2,9 μm	Docas não iluminadas, prevenção de incêndios florestais
IMX415	Starvis 1	0,47 lx	1,45 μm	Ambientes internos e bem iluminados

Mantenho essas folhas de dados sempre à mão. Quando um comprador pergunta, envio o gráfico oficial da curva SNR1s do sensor, além de nossas próprias filmagens de teste lado a lado. Números e vídeos juntos - essa é a única maneira de criar confiança real.

Por que o tamanho do pixel é importante para a SNR

Um pixel maior coleta mais luz. É simples assim. A IMX585 tem um pixel de 2,9 μm em um sensor de 1/1,2. A IMX415 tem um pixel de 1,45 μm em um sensor de 1/2,8. Embora ambas sejam de 8 MP e 4K, cada pixel na IMX585 capta aproximadamente quatro vezes mais luz. É por isso que a diferença de SNR1s entre elas é tão grande.

Eu sempre explico isso aos compradores que se perguntam por que duas câmeras 4K podem parecer tão diferentes à noite. A resolução é apenas uma parte da história. O tamanho do pixel é a outra metade. E é a metade que a maioria das planilhas de especificações tenta ocultar.

Minhas filmagens de visão noturna ficarão nítidas sem acionar as luzes de infravermelho muito cedo?

Já ouvi essa reclamação muitas vezes. A câmera muda para o modo preto e branco muito cedo, e você perde os detalhes das cores no momento mais importante.

As câmeras com sensores STARVIS 2 mantêm a filmagem colorida utilizável muito mais profundamente no crepúsculo e em condições de pouca luz. Isso atrasa a troca do filtro de corte IR, mantendo a imagem em cores por mais tempo. Combinado com o Ajuste do ISP¹⁴, Com as câmeras PTZ, nossas câmeras PTZ evitam a ativação prematura de infravermelho em até 30 minutos em comparação com os modelos de sensores mais antigos.

Câmera PTZ com visão noturna e limite de luz infravermelha STARVIS 2

O problema de comutação de IR

Toda câmera de segurança tem um Filtro de corte IR¹⁵. Durante o dia, esse filtro bloqueia a luz infravermelha para que a imagem pareça natural. À noite, o filtro se afasta e a câmera vê a luz infravermelha de seus LEDs embutidos. A questão é: quando a câmera faz a troca?

Se o sensor não for sensível o suficiente, ele começará a perder os detalhes das cores mais cedo. O ISP (Image Signal Processor, processador de sinal de imagem) vê uma imagem escura e com ruído e aciona a mudança para o modo preto e branco. Isso acontece muito cedo em câmeras com sensores mais antigos. Você perde informações valiosas sobre cores, como a cor de uma jaqueta, de um carro ou de uma bolsa, durante as horas críticas do anoitecer e do amanhecer.

Já vi projetos em que a polícia precisava da cor da jaqueta para identificar um suspeito. A câmera já havia mudado para o modo IR. A filmagem era inútil para essa finalidade.

Como o STARVIS 2 atrasa a troca

Com o STARVIS 2, o sensor capta mais luz em cada comprimento de onda. Isso significa que o ISP obtém um sinal mais limpo e brilhante mesmo quando a luz diminui. Ele não precisa entrar em pânico e mudar para o modo IR.

Em meus testes, nossa câmera PTZ baseada na IMX678 mantém a cor total até cerca de 0,01 Lux com uma lente F1.6. Uma câmera baseada em IMX415 sob as mesmas condições muda para preto e branco em torno de 0,05 Lux. Essa diferença se traduz em cerca de 20 a 30 minutos de filmagem colorida extra durante o pôr do sol.

Para muitos de meus compradores, esses 30 minutos são a janela mais importante do dia. Arrombamentos, furtos, vandalismo - muitos deles acontecem ao anoitecer.

O papel do ajuste do ISP

O sensor sozinho não toma a decisão de comutação. O firmware do ISP controla o limite. Na Loyalty-Secu, trabalho com nossa equipe de P&D para ajustar a lógica de comutação Dia/Noite para cada modelo de sensor. Definimos o limite com base em condições reais de campo, não apenas em números de laboratório.

Também adicionamos um buffer de histerese para que a câmera não fique alternando entre os modos colorido e IV quando os níveis de luz flutuam. Esse é um pequeno detalhe, mas faz uma grande diferença em locais de trabalho reais onde as luzes da rua piscam ou as nuvens passam por cima. Ninguém quer uma câmera que muda de modo a cada 10 segundos.

Vantagem da sensibilidade NIR

Os sensores STARVIS 2 também respondem melhor à luz infravermelha próxima de 850 nm. Isso é importante porque quando a câmera muda para o modo IR, cada LED IR produz mais luz utilizável para o sensor. O resultado: você pode usar menos LEDs com menos energia. Menos calor. Vida útil mais longa do LED. Menor consumo de energia do seu painel solar.

Para locais fora da rede - que muitos dos meus clientes implantam - esse é um benefício real e mensurável. Tive clientes no Oriente Médio que relataram uma vida útil da bateria 15% mais longa à noite depois de mudar de uma câmera Starvis 1 para um modelo Starvis 2. Esse tipo de melhoria se acumula rapidamente em uma implantação de 50 câmeras.

Como o Tamanho do sensor¹⁶ Afetam os detalhes que eu capto em estacionamentos escuros?

Recebo essa pergunta muitas vezes de integradores que projetam sistemas para estacionamentos. Eles precisam de números de placas e detalhes de rostos a 50 metros no escuro.

Sensores maiores capturam mais luz por pixel, o que melhora diretamente os detalhes e reduz o ruído em cenas escuras. Um sensor 1/1.2, como o IMX585, capta aproximadamente quatro vezes mais luz do que um sensor 1/2.8, como o IMX415, com a mesma resolução, produzindo imagens significativamente mais nítidas em estacionamentos sem iluminação.

Comparação do tamanho do sensor Detalhes de vigilância de estacionamento escuro

O tamanho do sensor não se refere apenas ao campo de visão

Muitas pessoas acham que o tamanho do sensor altera apenas o campo de visão ou a profundidade de campo. Nas câmeras de segurança, ele altera principalmente uma coisa: a quantidade de luz que cada pixel recebe.

Um sensor 1/1.2 tem uma área de superfície muito maior do que um sensor 1/2.8. Com a mesma resolução de 8 MP, o sensor 1/1.2 espalha esses 8 milhões de pixels em uma área maior. Cada pixel é fisicamente maior. Pixels maiores captam mais fótons. Mais fótons significam um sinal mais forte. Um sinal mais forte significa menos ruído. Menos ruído significa que você pode realmente ver os detalhes - um rosto, um prato, uma mão - mesmo em um estacionamento escuro, sem luzes no teto.

Já analisei essa lógica com dezenas de compradores. Quando eles percebem isso, a escolha do sensor se torna óbvia.

Comparação de detalhes do mundo real

Em meus próprios testes em nossas instalações, montei um alvo de placa de carro a 60 metros. Usei duas câmeras lado a lado: uma com a IMX585 (1/1.2) e outra com a IMX415 (1/2.8). Ambas tinham resolução 4K. Ambas usavam a mesma lente de zoom óptico de 40X. Ambas apontavam para a mesma placa.

A 0,05 Lux:

• A câmera IMX585 mostrou uma placa clara e legível com o mínimo de ruído.
• A câmera IMX415 mostrou uma placa difusa com granulação visível. Os caracteres eram pouco legíveis.

A 0,01 Lux:

• A IMX585 ainda resistiu. A placa era legível no modo preto e branco.
• A IMX415 não estava funcionando. Muito ruído. Os personagens se misturaram ao fundo.

Gravei os dois testes e compartilho as imagens com qualquer comprador que as solicite. Ver para crer.

Escolhendo o sensor certo para seu projeto

Tipo de projeto	Sensor recomendado	Tamanho do sensor	Por que
Estacionamento iluminado (postes de luz)	IMX678	1/1.8	Bom equilíbrio entre custo e desempenho
Estacionamento sem iluminação ou concessionária de automóveis	IMX585	1/1.2	Captura máxima de luz para condições escuras
Armazém ou saguão interno	IMX415	1/2.8	Econômico, luz suficiente em ambientes internos
Local de construção remoto (solar)	IMX585	1/1.2	Melhor desempenho NIR, menor potência do LED IR

Sempre ajudo meus clientes a escolher o sensor certo para as condições reais do local de trabalho. Não faz sentido pagar por um sensor 1/1.2 se o estacionamento já tiver boas luzes. E não faz sentido economizar dinheiro em um sensor 1/2.8 se o local estiver totalmente escuro. A combinação certa economiza dinheiro e evita falhas nas inspeções.

Conclusão

Pare de confiar nos números Lux. Peça dados de SNR1s, teste em condições fixas e combine o tamanho do sensor com seu local real. É assim que as decisões reais são tomadas.