ComunicaMedia: junio 2008

Por: Jorge A. Gastélum Valdez

Si usted posee una cámara fotográfica digital, o en el mejor de los casos, tiene también una cámara de video, es seguro que haya advertido en las características técnicas de ambos dispositivos, que contienen un sensor de imagen. Las cámaras de video desde su origen tienen esta característica, escanean las imágenes captadas por el cuerpo de lentes de la cámara por medio de un sensor de imagen, que ha cambiado de nombre desde su creación, primeramente como disector de imágenes por Farnsworth en 1923, el Orticon y el Vidicon posteriormente, que eran unos tubos de vidrio al vacio tipo bulbo que poseían un elemento sensor de imagen en uno de sus extremos, hasta evolucionar en los 80´s al sensor digital, con el CCD (Dispositivo de Carga Acoplada). Todos han tenido la misma función, escanear la imagen y convertirla en señal eléctrica para después procesarla en forma electrónica, ese principio básico sigue siendo aplicable en la actualidad, de hecho su cámara fotográfica digital, es en realidad una cámara de video, con sensores optimizados para conseguir imágenes fijas de alta resolución, con la posibilidad de retoque digital y una finalización en papel fotográfico o en monitor de computadora.

CONOCIENDO LOS SENSORES DE IMAGEN
El sensor de imagen es pues el alma de su cámara, aunque este no se encuentre visible, su ubicación es exactamente detrás del lente de la cámara y recibe la señal lumínica del lente de la cámara. “El sensor es una matriz de pequeñas celdas perfectamente alineadas en filas y/o columnas. Cada una de esas celdas es un elemento fotosensible microscópico, con la capacidad de generar electrones en función de la cantidad de luz que recibe. Cada celda producirá un flujo eléctrico variable sobre la base de cantidad de luz que incida en su superficie.” García (2007). Las celdas a las que hace referencia García, son los mejor conocidos como píxel o elementos de imagen, que es el acrónimo del inglés “picture element”, que en su conjunto forman el entramado del sensor de imagen. Nos hemos acostumbrado a reconocer la resolución de las cámaras por los megapíxeles con que cuenta, de tal manera que debemos tomar en cuenta que cada megapíxel tiene un valor aproximado a 1 millón de píxeles (exactamente 1´048,576 pixeles). Si nos fijamos en las especificaciones técnicas de las cámaras, las resoluciones admitidas de cada cámara las manejan en cifras como: 3456 x 2304 que nos da un resultado de 7’962, 624, es decir 8 megapíxeles, la razón de esta información presentada preferentemente en multiplicación se da por que nos da una idea de la forma del cuadro de imagen resultante, mejor conocido como la relación de aspecto, la primer cifra es el ancho y la segunda es la altura de la imagen. Lo anterior es aplicable tanto para los sensores ampliamente conocidos CCD, como para los CMOS, de los cuales empezaremos a analizar sus discrepancias con el CCD.

El sensor CMOS (del inglés Complementary Metal Oxide Semiconductor, "Semiconductor Complementario de Óxido Metálico"), desarrollado en los años 60’s, fue olvidado casi por tres décadas y vuelto a retomar desde principio de este siglo, alcanzando en la actualidad un desarrollo tecnológico increíble, al punto que ya iguala en calidad al CCD, con unas nada despreciables ventajas:
* Consumo eléctrico bajo
* En el mismo sensor se integra el conversor digital
* Inapreciable efecto de “smear” o blooming (líneas verticales en puntos muy luminosos, muy notorio en sensores CCD)
* Funciones de exposición y lectura simultánea en pixeles
* Arquitectura del sensor muy económica, por contener pocos componentes
* Más flexibilidad en la lectura que posibilita una previsualización más rápida
* Uso de diversos tipos de píxeles (el CCD usa solo rectangulares), hasta en forma de panel octogonal
Sus desventajas son pocas:
* Cada píxel tiene menor superficie receptora de luz
* Produce un mayor ruido de patrón fijo, derivado de una menor uniformidad de los píxeles

Adicional a lo anterior, los sensores CMOS poseen una propiedad única que simplifica las operaciones de procesado digital de imágenes; la carga de electrones que se desarrolla cuando la luz toca el fotodiodo se convierte directamente en un voltaje utilizable en el interior de cada píxel. Por consiguiente, el proceso de lectura se realiza a través de la utilización de transistores y amplificadores CMOS tradicionales. Esto permite funciones únicas como la lectura de regiones de interés y submuestreo en un chip. Por el contrario, el sensor CCD realiza este mismo proceso de forma más compleja, la información obtenida en cada hilera de pixeles es enviada a un convertidor analógico-digital y de ahí al resto de la electrónica de procesamiento de imagen, requiriendo más nivel de circuitería, procesamiento y consumo de energía que el sensor CMOS.
La forma de lectura del chip o sensor de imagen es relativamente sencilla, después de estar expuesto a la luz por un tiempo especifico (en milisegundos), un circuito de procesamiento lee uno por uno los pixeles de forma ordenada y secuencial, desplazando así las cargas acumuladas en estos. Posteriormente cuando se ha realizado la lectura de todos los pixeles, otros procesadores dirigen estas cargas, de manera que pueden reconstruir las imágenes en base a un factor básico de valores: alto número de cargas son traducidas en zonas brillantes, bajo número de cargas, se traducen en zonas oscuras.

Tanto el CCD como el CMOS, son sensibles a intensidad lumínica, es decir de origen son monocromáticos. Para detectar los colores ambos utilizan un filtro denominado máscara de Bayer, que permite al sensor distinguir colores, asignando a determinados fotositos o pixeles filtros para recoger distintivamente solo la luz roja, verde o azul según el modelo RGB. Actualmente se elaboran sensores con mayores capacidades en millones de pixeles, que no necesariamente ha implicado en aumentar el tamaño físico del sensor, uno de 5 megapíxeles puede ser igual físicamente a uno de 10 o 12, la diferencia radica en reducir el tamaño del pixel y cambiando su forma geométrica de el clásico pixel rectangular hasta llegar a patrones octogonales que han ampliado la calidad de la imagen. El desarrollo tecnológico en sensores de imagen no se detiene y muy seguramente nos tiene sorpresas inimaginables en procesamiento de imagen, estaremos muy pendientes.

Reseña Personal: Lic. Jorge Arturo Gastélum Valdez
Estudió la Licenciatura en Ciencias de la Comunicación en la primera generación de la Universidad de Occidente. Realizó estudios de posgrado en Comunicación y Tecnología Educativa en el Instituto Latinoamericano de Comunicación Educativa ILCE. Es profesor de Tiempo Completo C adscrito al programa educativo de Comunicación y miembro del Cuerpo Académico de Ciencias de la Comunicación. Premio Estatal de Periodismo 2003 en el género Entrevista. Productor Fundador del programa de televisión Esencia Universitaria, y Editor Web de ComunicaMedia

-García Joya, José Luis (2007). CCD versus CMOS. PC FOTO. Consultado en Mayo 23, 2008 en http://www.pcfoto.com/repormar03-2.html.
-Sensor CMOS. (2008, 21) de marzo. Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de consulta: 19:50, junio 11, 2008 en http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sensor_CMOS&oldid=15990650.

Ante un lleno completo del Aula Magna que lleva el nombre del que fuera primer Rector de la UdeO se llevó a cabo la presentación del libro que contiene aspectos muy interesantes de la vida del Dr. Ibarra Urrea, que desde temprana edad compartió con el ejercicio de su profesión de médico con la Educación Superior, a la que finalmente ha dedicado la mayor parte.
Estudiantes, maestros, familiares y amigos del Dr. Ibarra Urrea conformaron la asistencia al evento que fue presidido por el propio forjador de profesionistas, el Rector Uriarte Zazueta; el Vicerrector Académico Dr. Rubén Félix Gastélum; el Director de la Unidad Mochis Lic. José Javier López Jackson y la Directora de Desarrollo Académico, MC Ana Isabel Chávez Ramírez

Tras la proyección de un video con una semblanza del Dr. Ibarra, el Rector Alger Uriarte inició los comentarios sobre el libro señalando que éste enmarca desde el título la congruencia del autor con su obra formativa, fecunda en construcciones institucionales, propias de un médico descendiente de la tradición hipocrática y educador que emerge de la axiología mas pura de la riqueza pedagógica y educativa.

Por otra parte, el Dr. Ibarra Urrea, al recordar anécdotas de su medio siglo al servicio de la educación superior y agradecer el reconocimiento que le hizo la Universidad de Occidente, dijo que: “cincuenta años se dice fácil pero transcurren en el devenir de los años con múltiples peripecias, sin un sinnúmero interminable de aquello que le tocó a uno la suerte de vivir, de lo que pudo uno hacer teniendo la buena intención de servir a la juventud sinaloense, a la juventud mexicana que me toco servirla desde la Universidad Nacional y constantemente estar con ustedes, siempre pensando que si hay algo que se pueda aportar, lo aportaremos, que si hay algo que se pueda hacer por los jóvenes lo haremos, siempre pensando que la institución de educación superior es el baluarte, es el fortín, es el mas allá realmente de lo que podemos y tenemos que hacer todos los sinaloenses y todos los mexicanos.