El artículo titulado «Comparative signal to noise ratio as a determinant to select smartphone image sensor colour channels for analysis in the UVB» de Igoe et al. (2018), aborda la efectividad de canales de color de sensores de imagen de teléfonos inteligentes para la observación ultravioleta B (UVB) del sol. La investigación se centra en determinar qué canal de color (rojo, verde, azul) ofrece la mejor relación señal/ruido (SNR), crucial para obtener imágenes útiles en condiciones de baja iluminación, típicas del UVB.
La señal SNR es vital en aplicaciones de sensores de imagen científica, especialmente al usar sensores de smartphone no modificados para observar el disco solar en longitudes de onda UVB específicas. Cada canal de color del sensor (rojo, verde, azul) exhibe diferentes respuestas y niveles de ruido, lo cual es esencial para su caracterización y análisis.
El estudio empleó un sensor CMOS apilado y retroiluminado en un smartphone Sony Xperia Z con un filtro UVB de banda estrecha. Se tomaron imágenes calibradas contra un fotómetro de la marca Microtops. Los resultados mostraron que el canal rojo consistentemente presenta la mejor SNR, seguido del azul, mientras que el verde es indistinguible del ruido de fondo. Estas respuestas fueron observadas mediante la visualización ampliada del disco solar en las imágenes.
Además de evaluar la SNR de cada canal de color originalmente, se aplicaron herramientas de procesamiento de imágenes como el umbral adaptativo y un filtro de mediana para reducir el ruido. A pesar del procesamiento, se encontró que el verde mostraba respuestas de ruido exagerado, presentando falsos positivos que descalifican su uso. Por lo tanto, se determinó que las técnicas de filtrado de mediana mejoraban significativamente la claridad al reducir el impacto de los «hot-pixels» y otros ruidos, reforzando así la utilidad de los canales rojo y azul mientras reducía el del verde.
Otro aspecto importante de la investigación fue el análisis de modelos cromáticos que combinan los canales rojo y azul para mejorar la SNR. El modelo PBR (proporción rojo-azul) mostrado ser el más eficaz, con una SNR promedio más alta, reflejando la mejor combinación para la detección en UVB.
Para validar la metodología, se probó con otros teléfonos inteligentes como el iPhone 5, Samsung Galaxy 5 y Nokia Lumia 800. Los resultados mostraron variaciones en las respuestas de los sensores, destacando la importancia de un enfoque comparativo específico del teléfono para la observación UVB.
En conclusión, la investigación concluye que, para la observación UVB utilizando sensores de imagen de smartphones, el canal rojo ofrece la mejor SNR seguido de combinaciones proporcionales de los canales rojo y azul (modelo PBR), mientras que el verde es menos eficaz debido a los altos niveles de ruido. Estas observaciones proporcionan un marco para futuras aplicaciones científicas utilizando dispositivos accesibles como los smartphones, subrayando la importancia de la selección de canales de color apropiados y las técnicas de procesamiento de imágenes para obtener datos precisos y útiles.
