El artículo «Comparisons of the camera OECF, the ISO speed, and the SFR of digital still-picture cameras» escrito por Hsu, Wei-Feng; Chuang, Kai W.; y Hsu, Yun C. el 28 de junio de 2000 ofrece un análisis detallado sobre tres parámetros clave para evaluar el rendimiento de las cámaras digitales de imágenes fijas: la función de conversión optoelectrónica (OECF), la velocidad ISO basada en el ruido y la respuesta de frecuencia espacial (SFR).
En un sistema de cámaras digitales, la calidad de las imágenes adquiridas está influenciada por la óptica del sistema de lentes, los dispositivos optoelectrónicos como los sensores CCD, y los circuitos eléctricos tanto analógicos como digitales. Además, los algoritmos de procesamiento de señales como la interpretación de datos, la corrección de color y la compresión de imágenes también juegan un papel importante. Para los fabricantes de cámaras, es crucial entender y caracterizar con precisión el rendimiento de la cámara con el objetivo de mejorar la calidad de la imagen y diseñar cámaras más prácticas y funcionales.
Los autores emplean un método de test para medir la OECF, que define la relación funcional entre la luminancia de entrada y el nivel de señal digital de salida de la cámara. Para medir la OECF, se utiliza un gráfico de prueba con doce cuadros de luminancias variadas. La exposición se calcula utilizando un mecanismo impulsado por un motor de pasos que simula diferentes tiempos de integración. Los resultados mostraron que no existen diferencias significativas en la OECF de las cámaras evaluadas bajo diferentes niveles de iluminación, lo que puede atribuirse a los procesos electrónicos que suavizan las variaciones provenientes de diferentes componentes .
La velocidad ISO basada en el ruido se calcula para indicar la capacidad de la cámara de producir imágenes con un nivel aceptable de ruido. Dos velocidades ISO se determinan: una para la «primera imagen excelente» y otra para la «primera imagen aceptable». Para lograr esto, se mide el tiempo de integración utilizando la varilla de cronometraje en el gráfico OECF, y la velocidad ISO basada en el ruido se evalúa calculando el índice de exposición necesario para alcanzar una relación señal-ruido específica .
La respuesta de frecuencia espacial (SFR) describe la capacidad de la cámara para resolver detalles espaciales en las imágenes. Se emplea un algoritmo que estima el ángulo de un borde inclinado y calcula la función de difusión del borde (ESF), a partir de la cual se obtiene la función de difusión de la línea (LSF). Finalmente, la SFR se genera mediante la transformada de Fourier de la LSF. Este método es efectivo incluso en imágenes con una baja relación señal-ruido y presenta alta precisión para medir la SFR de cámaras digitales comerciales. Los resultados mostraron que la frecuencia de corte es mayor en cámaras con menor distancia entre píxeles, lo que refleja una mayor capacidad de resolución espacial .
En conclusión, los autores prueban siete cámaras digitales comerciales y observan que aunque la OECF no varía significativamente, la velocidad ISO basada en el ruido y la SFR muestran una considerable variación entre las cámaras. Las diferencias en la SFR se atribuyen a las características del sensor y la óptica de las cámaras. Estos hallazgos no solo facilitan una mejor caracterización del desempeño de las cámaras digitales, sino que también proporcionan una base para mejorar la calidad de imagen en futuros desarrollos .
