Gracias a la tecnolog�a de las cámaras de seguridad IP ahora es posible controlar desde la comodidad de su hogar a trav�s de Internet los movimientos de clientes o empleados, o saber a qu� se debi� el disparo de la alarma

La Tecnolog�a de la c�mara IP

Una camara IP tiene su propia direcci�n IP y un web server para gestionar la comunicaci�n en la red. Todo lo que se precisa para la visualizaci�n de las im�genes a trav�s de la red se encuentra dentro de la misma unidad. Una camara IP puede describirse como una c�mara y un ordenador combinados. Algunos modelos pueden incluir entradas para alarmas y salida de rel�. Las c�maras IP m�s avanzadas tambi�n pueden equiparse con muchas otras funciones de valor a�adido como son la detecci�n de movimiento y la entrada/salida de video anal�gico.

C�mara IP recomendada para peque�o comercio

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Su uso est� indicado para cubrir �reas tales como acceso de p�blico u operatoria de cajas registradores, siendo sus principales caracter�sticas t�cnicas:

  • Lente fijo de 6mmm (aproximadamente 40 grados de visi�n)
  • Tipo de compresi�n: MJPEG
  • Sensor: Color CMOS Sensor
  • Frecuencia de imagen: 30fps@VGA, 30fps@CIF, 30fps@QCIF
  • Iluminaci�n m�nima: 2.5Lux.
  • Se visualiza en Firefox y en Safari (adem�s del Internet Explorer)

C�mara IP recomendada para salones de venta o dep�sitos

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La principal ventaja es que puede cambiarse el lente, lo que permite usar desde gran angulares hasta teleobjetivos, siendo sus principales caracter�sticas t�cnicas:

  • Puertos I/O para interactuar con alarmas
  • Tipo de compresi�n: MJPEG
  • Sensor: Color CMOS Sensor
  • Frecuencia de imagen: 30fps@VGA, 30fps@CIF, 30fps@QCIF
  • Iluminaci�n m�nima: 2.5Lux.
  • Micr�fono integrado para escuchar audio remoto
  • Se visualiza en Firefox y en Safari (adem�s del Internet Explorer)

�Por qu� usar c�maras IP y d�nde?

Los �ltimos avances han hecho posible conectar c�maras directamente a una red de datos basada en el protocolo IP. La tecnolog�a de las c�maras ip permite al usuario tener una c�mara en un sitio y ver el v�deo en tiempo real desde otro lugar a trav�s de la red interna LAN, WAN o Internet. El acceso puede ser restringido, de manera que s�lo las personas autorizadas puedan ver las im�genes, o el video en directo puede ser incorporado al web site de una compa��a para que todo el mundo pueda verlo.

Si un edificio est� equipado con una red IP, entonces ya cuenta con la infraestructura de cableado necesaria para incorporar las c�maras de red. Dado que las c�maras de red se conectan directamente a la red existente a trav�s de un puerto Ethernet, las empresas pueden ahorrar el costo de un cableado coaxial adicional como necesitan las c�maras anal�gicas, aunque con la aparici�n de balunes adaptadores de impedancia NVT, �sto �ltimo no es tan v�lido. Las im�genes pueden verse de una forma muy sencilla desde un navegador web y, en soluciones de seguridad m�s complejas, con la ayuda de un software dedicado.

Si la instalaci�n cuenta adem�s con c�maras anal�gicas, la adici�n de un Servidor de Video puede hacer que las im�genes est�n disponibles en cualquier localizaci�n que fuera necesaria.

Ahora veamos algunos de los puntos anteriores con m�s profundidad:

Una c�mara IP no es m�s que una unidad de captura de imagen, que nos entrega la se�al de video en forma digital, es decir en unos y ceros. Existen dos clases de c�maras IP, las creadas por f�bricas procedentes del mundo de TI (Tecnolog�a de Informaci�n, es decir, computadores…) y las creadas por f�bricas procedentes del mundo de la seguridad electr�nica tradicional.

Las primeras son elementos que buscan llevar video a sitio remotos, bajo condiciones favorables, sin una misi�n especial, mas que la de comunicar; fueron la consecuencia obvia y natural de las tecnolog�as de Videoconferencia que revolucionaron hace algunos a�os, la forma de trabajo en muchas compa��as. Son elementos cuya misi�n no necesariamente es seguridad.

Hoy en d�a se han masificado y est�n de moda, gracias al avance de la capacidad de proceso y almacenamiento, sumado al avance en t�cnicas de procesamiento digital de se�ales y por supuesto a los precios bajos consecuencia de esto mismo. En este grupo de c�maras tenemos marcas para satisfacer todos los gustos, precios, colores y tama�os. Son elementos insisto, cuya labor es captar una imagen de video, transmitirla por una red de datos, casi siempre de baja velocidad y comunicar dos puntos en un enlace de video que no siempre fue pensado para seguridad.

La moda de video IP, ha aprovechado los avances de comunicaciones inal�mbricas (802.11), para terminar de masificar el concepto de video en todos lados, debido a que ahora ya no es necesario ni siquiera tender un cable.

Fueron las primeras en conocerse en el mercado y durante mucho tiempo fueron las empleadas en aplicaciones de seguridad. Sin embargo hay que entender que no fueron hechas pensando en nuestro gremio. Quiero aclarar que no son productos malos. Es solo que no corresponden a las caracter�sticas de los productos que los profesionales de seguridad est�n acostumbrados a tener, para su trabajo.

La segunda clase de c�maras IP, son un poco m�s recientes y fueron creadas por f�bricas del gremio de seguridad electr�nica. Aqu� existen marcas reconocidas que conocen la filosof�a de seguridad y que saben que las especificaciones deben ser exigentes para una misi�n cr�tica como es la seguridad.

Para nosotros una c�mara de video, no es un accesorio m�s de un PC, es una herramienta vital para cuidar predios, activos, patrimonio y vidas humanas, entre otros; verificando y registrando actividades que pueden convertirse en siniestros de elevada magnitud. Los profesionales de seguridad, conocemos perfectamente la importancia de un buen sistema de Video.

Esta segunda clase de c�maras IP, es m�s consecuente con el gremio de seguridad. Son equipos profesionales que tienen en cuenta todas las caracter�sticas tradicionales de video de seguridad de alto desempe�o.

Aqu� las c�maras son unidades que manejan lentes autoiris (DC o Video), lentes zoom, poseen chips (CCD o similar) de altas resoluciones y excelente desempe�o a baja iluminaci�n. Sus circuitos digitales poseen DSP para efectuar ajustes de color y dar un excelente rango de BLC. Sus circuitos manejan niveles de ruido bajos y soportan amplio rangos de temperatura y humedad relativa. Poseen ajustes (digitales con men� sobre el video � mediante DIP switch) de todo tipo, en donde puedo hacer ajuste manual de blancos y controlar la velocidad del Shutter. Puedo hacer ajustes de fase para sincronizar las c�maras y puedo hacer ajustes mec�nicos de level para sacar todo el provecho del lente autoiris. Pueden cambiar de modo monocrom�tico a color y su resoluci�n puede alterarse de acuerdo al nivel de iluminaci�n. Las m�s nuevas incorporan detectores de movimiento en cada c�mara y permiten hacer estos ajustes via remota mediante la misma conexi�n de video. Son elementos que fueron pensados y fabricados para permanecer encendidos 24 horas. En fin … como pueden darse cuenta son c�maras de tipo profesional para seguridad, tal y como vemos las tradicionales. La �nica diferencia es que no entregan en un conector BNC, la se�al de video NTSC, en forma an�loga, sino que entregan la se�al de forma digital en un conector RJ45.

Como trabajamos en Seguridad, es recomendable usar siempre las c�maras de la segunda clase expuesta, es decir las que son fabricadas bajo un concepto de video para seguridad. Invito tambi�n al gremio a dejar de usar las c�maras de fabricaci�n general que nuestros amigos de IT, usan para otras labores y que pone en riesgo la credibilidad y altos est�ndares de confiabilidad, que son necesarios en el mundo de la seguridad profesional.

Mucha gente puede pensar en este momento que nos llevamos mal con el mundo de TI.

Por lo tanto nos dedicaremos a seguir conociendo las c�maras IP del segundo grupo mencionado. Como podemos entender la c�mara de seguridad, opera de manera tradicional, pero internamente, la unidad realiza algunos procesos adicionales antes de entregarnos la se�al digitalizada.

C�mo primera medida comprime la informaci�n de video mediante t�cnicas digitales, de esta manera, suprime redundancia, quita informaci�n que no es �til para el humano(aqu� est� la clave de una buena compresi�n), usa algoritmos avanzados para hacer cada vez m�s peque�a la cantidad de informaci�n sin desmejorar calidad, velocidad o resoluci�n. El algoritmo de compresi�n que usa es muy eficiente y en esto se diferencia una marca de otra. Aunque existen algunos formatos de compresi�n est�ndar como MPEG4, Wavelet � H.264, entre otros; la marca que logre mayor compresi�n de im�genes usando algoritmos propietarios basados en otros est�ndares, ser� la m�s apetecida.

Y para qu� se comprime la informaci�n?

Simplemente para que las im�genes digitalizadas lleguen a su destino con buena resoluci�n y velocidad, usando la m�nima cantidad de recursos de la red de datos existente. Es decir usando el menor Ancho de Banda (BW) posible.

Recordemos que el ancho de banda es la m�xima velocidad de transmisi�n simult�nea que un medio de comunicaci�n puede transmitir. Esta dado num�ricamente en bits por segundo (bps).

Como la informaci�n de video se compone de 30 im�genes por segundo y cada imagen a buena resoluci�n (VGA, D1 o superior), entonces un segundo de video ocupar�a (30x640x480x3x8) 211 Mbps aproximadamente, velocidad gigante comparada con la velocidad de las redes de datos disponibles hoy en d�a (menor a 10Mpbs en el 85% de los casos). Una buena etapa de compresi�n, reduce a 2Mbps aproximadamente y esto hace que sea viable transmitir video por las redes actuales.

Dentro de una c�mara IP, la se�al digital y comprimida, es entregada a trav�s de una tarjeta de red de tipo Ethernet, est�ndar existente en la gran mayor�a de redes actuales. Finalmente la informaci�n es ordenada siguiendo protocolos de transmisi�n conocidos y usados en las redes de c�mputo. Por lo tanto es deseable que la c�mara maneje m�ltiples protocolos, como HTTP, SMTP, DHCP, UDP, TCP/IP, HMTL, entre otros. Marcas l�deres del mercado usan t�cnicas especiales para disminuir su ancho de banda de acuerdo a otros par�metros que no sacrifican calidad.

Otro punto importante es c�mo la c�mara maneja streams de video y a cuantos usuarios diferentes puede atender de forma simult�nea con el mismo stream o con stream diferente. Esto es conocido como unicast y multicast.

Hoy en d�a muchas c�maras pueden realizar sus ajustes a trav�s del mismo conector RJ45 usando la red como medio de transmisi�n. De no ser asi, las c�maras traen un puerto adicional de comunicaciones (RS232, RS485, LAN) mediante el cual se cambian los par�metros.

La c�mara IP se comporta como un nodo m�s de la red, es decir como un miembro m�s de los equipos que est�n identificados con una direcci�n IP, por lo tanto puedo acceder a ella con solo direccionarla adecuadamente desde cualquier otro PC en la red. Sin embargo aqu� vienen dos alternativas: a) Que la c�maras se comporte como un webserver de video o que se comporte como una estaci�n tradicional. En el primer caso, la c�mara internamente tiene el software necesario para entregar video, administrarlo y ajustarlo cuando desde otra estaci�n de la red, a trav�s de un browser (Explorer, netscape, opera, firefox), se digite la direcci�n IP asignada o el nombre mediante un servidor DNS. En ese momento el browser presenta una p�gina web que reside en la c�mara, en donde normalmente se inicia solicitando un c�digo de acceso y posteriormente se visualiza la imagen de la c�mara de forma continua. En esta p�gina HTML, normalmente existen otros men�s que permiten configurar y hacer ajustes a la c�mara. Si otro usario de la red digita la misma direcci�n IP para acceder a la misma c�mara seguir� el mismo procedimiento hasta que se colme el n�mero de usuarios permitidos por la c�mara. Esta es una soluci�n muy buena si debemos llevar el video de las c�maras a varios usuarios en toda la red existente; sin embargo se convierte en un riesgo m�s de seguridad, porque precisamente cualquiera con solo romper el c�digo de acceso, puede ver la informaci�n.

La segunda alternativa b) es que la c�mara no tenga webserver y en este caso si se digita la direcci�n IP desde un browser, simplemente no se muestra nada y no pasa nada. Para poder visualizar la imagen en una estaci�n de trabajo de la red, ser� necesario instalar un software especial que entrega el fabricante de la c�mara y solo a trav�s de esta aplicaci�n se podr� acceder a la c�mara, administrarla y configurarla. En este caso se requieren licencias para que m�ltiples usuarios accedan a la c�mara, pero desde el punto de vista de seguridad es mejor, pues no todos tienen acceso a la se�al de video digital.

Cu�l es preferible? Normalmente depende de la aplicaci�n que se le vaya a dar a la c�mara. Para el caso de seguridad profesional, nos inclinamos m�s por la segunda opci�n.

Otro detalle importante es la alimentaci�n el�ctrica de la c�mara IP. La gran mayor�a de equipos profesionales, poseen un conector de 12Vdc/24Vac, que deber� ser suministrado a trav�s de una fuente centralizada y/o a trav�s de fuentes locales en cada sitio. Esto implica llevar un cable de alimentaci�n del calibre indicado, que tenga en cuenta la distancia, el voltaje de salida, la atenuaci�n y dem�s factores que garanticen la energ�a apropiada para cada c�mara.

Existe tambi�n la probabilidad de usar el protocolo POE (Power over Ethernet), que permite transmitir la se�al de alimentaci�n el�ctrica por uno de los pares del cable y enviar algo m�s de 1 Amp, que sale directamente del equipo de red activo (switch).

Nuevamente una cosa es lo que las normas y los avances del mundo de TI hagan y otra lo que representa para el mundo de la seguridad. En este caso usar POE puede no ser muy recomendable en seguridad electr�nica, por varias razones: Estamos limitados por una distancia m�xima que no siempre se cumple. La alimentaci�n sale del mismo equipo activo incrementando el riesgo de da�o y costo de mantenimiento. La c�mara debe cumplir con el est�ndar POE y no todas lo hacen. Finalmente es inseguro compartir todo el cableado de datos y comunicaciones con seguridad.

Un tema muy controvertido y poco claro es en donde se graban las im�genes de una c�mara IP? Mucha gente dice que en las DVR, sin embargo debo aclarar que las DVR graban se�ales an�logas no digitales. Aunque muchas tienen un puerto de red, por all� solo salen se�ales para otras estaciones, pero no est�n dise�adas para recibir por all� se�ales de alta velocidad provenientes de c�maras IP.

Lo normal es grabar las c�maras IP mediante un software de grabaci�n que normalmente suministra el fabricante de la c�mara, en el disco duro del PC en donde se est� consultando. Sin embargo la intenci�n de la mayor�a de software de este tipo es grabar una parte del video recibido y no realizar una grabaci�n continua o por eventos de manera permanente. En este caso el software graba la escena de video en un formato conocido y sin muchas exigencias de compresi�n y/o seguridad.

Cuando se desea grabar de manera permanente (es decir 24x365) por eventos o de manera continua, lo indicado es usar una NVR (Network Video Recorder), que es un PC dedicado exclusivamente a tomar los datos provenientes de las c�maras IP a trav�s del puerto de red (normalmente de alta velocidad superior a 1 Gbps) y almacenarlos en un disco duro de elevadas especificaciones. Estos equipos se programan una vez y quedan como cajas negras en la red, almacenando todo el video. Poseen el software necesario para diferenciar cada stream de video y almacenarlo de forma segura. Los fabricantes especifican la capacidad de una DVR en canales de video que pueden almacenar de forma simult�nea, la cantidad de FPS y resoluci�n para cada c�mara.

Recientemente han salido en el mercado unidades DVR que se presentan como h�bridas. En este caso pueden grabar algunos canales an�logos en sus entradas BNC y otros canales de video digitales a trav�s de su puerto de comunicaciones de red.

En el mercado actual ya existen muchas c�maras con salidas IP, incluso c�maras m�viles en domos de alta velocidad. En este caso, el video y los datos para control de los motores van por el mismo canal de comunicaci�n. La alimentaci�n en estos modelos se recomienda llevar por separado debido al consumo de la unidad.

Algunas marcas, que aun no tienen c�maras IP, tienen encoders que permiten pasar una se�al an�loga de cualquier c�mara tradicional a una se�al digital, por lo tanto la convierten en una c�mara IP. En este caso el encoder digitaliza la se�al, la comprime y la entrega a trav�s de una red ethernet usando un protocolo de comunicaciones conocido. En este caso la direcci�n IP se le asigna al encoder y se maneja como una c�mara IP integrada.

Cu�ndo usar una c�mara IP?

La respuesta implica tres factores claros:

  1. La aplicaci�n de seguridad requiere transmitir video de forma remota. Preferiblemente cuando existen muchas c�maras distribuidas por un amplio territorio y se desean monitorear y administrar desde un punto centralizado.
  2. YA EXISTE una red de datos cubriendo los diferentes sitios remotos.
  3. El ancho de banda de la red de datos es SUFICIENTE para transmitir el video de forma eficiente sin interferir con la operaci�n normal de la red.

Cuando No se cumple el factor 1), es decir todas las c�maras est�n en el mismo sitio, nuestra sugerencia por ahora, es volver a un sistema tradicional, usar c�maras an�logas, aunque usando cable UTP y transceivers. En estos casos no vale la pena usar la infraestructura de red existente, porque siempre ser� mejor por seguridad y administraci�n, trabajar con una red separada y dedicada exclusivamente a seguridad. Una red que solo operen los encargados de seguridad y mantenimiento t�cnico especializado. A menos que se disponga del presupuesto necesario para construir una red de datos de alta velocidad (recuerde que se requieren como m�nimo 2 Mbps por cada c�mara), siempre ser� mejor hacer esta red de tipo tradicional aislada totalmente de la red de datos que lleva informaci�n m�ltiple. Si No se cumple el factor 2), es decir no existe una red de datos, es importante saber que el costo de la c�mara IP es m�nimo comparado con la infraestructura de telecomunicaciones necesaria. Solo en casos en donde: a) se tenga Muy claro el concepto de una red de video digital, b) se haya analizado respecto a otras alternativas de transmisi�n de se�al de video y c) se llegue a la conclusi�n que es mejor usar c�maras IP; entonces se procede a crear una red de datos totalmente nueva, con suficiente ancho de banda. Se recomienda que si se construye una red nueva, esta sea en la medida de lo posible para uso exclusivo de video y/o seguridad electr�nica. Cuando se dan los factores 1) y 2) pero NO se cumple el 3), que es lo que ocurre en la mayor�a de casos; se hace necesario replantear el proyecto desde dos perspectivas: a) Actualizar la red de datos y mejorarla hasta conseguir el ancho de banda necesario � b) Sacrificar desempe�o y calidad en las im�genes que se env�an, obteniendo im�genes aisladas a velocidades de refresco muy bajas (menor a 2-3 FPS) y con resoluciones similares a CIF (320x240), en el mejor de los casos.

Los departamentos de seguridad y de sistemas de cada empresa, deben entonces conciliar y encontrar de forma mutua una soluci�n adecuada. Muchas c�maras IP pueden limitar su ancho de banda a costa de disminuir FPS a muy baja resoluci�n. Con unidades que tengan estas caracter�sticas, el departamento de sistemas puede asignar a seguridad una ancho de banda de la red y quedarse tranquilo, en sentido que no se va a copar la red m�s all� de lo permitido, creando conflictos en la operaci�n tradicional de datos de la red existente. En la mayor�a de los casos, las empresas hacen una inversi�n importante en tecnolog�a de video IP, sabiendo que van a tener im�genes de escasa resoluci�n y baja velocidad, es decir sabiendo que las im�genes van a ser deficientes. Sin embargo solo se dan cuenta de su error, cuando requieren ver la imagen de alg�n siniestro y efectivamente se dan cuenta que las im�genes son deficientes. Entonces para que lo hacen? Acaso para estar a la moda? Acaso porque alguien les vendi� una idea err�nea? Otras empresas deciden aprovechar el momento de solicitud de tecnolog�a originado en el departamento de seguridad para actualizar su red de datos y aumentarle el ancho de banda y en ocasiones el cubrimiento. Sin embargo el costo es tan elevado, que muchas veces el limitante presupuestal hace que el proyecto no progrese.

Como podemos darnos cuenta, la soluci�n con c�maras IP no es la m�s adecuada, cuando las condiciones externas no son favorables. Aunque no es parte del tema de este art�culo, una sugerencia a evaluar es colocar DVR’s, alambradas de forma local a trav�s de UTP y realizar accesos remotos espor�dicos (solo cuando se presente una situaci�n anormal que requiera revisi�n inmediata) a trav�s de la red de datos existente. En este caso anormal, lo tradicional es que se coordine con el departamento de sistemas y se le de prioridad a seguridad para que pueda usar todo el ancho de banda de la red para la se�al de video, colocando de forma temporal los otros procesos en standby mientras de cubre el siniestro.

Cuando ya existen equipos de video, se pueden involucrar a un ssitema IP, a trav�s de elementos que reciben la se�al de video an�logo, la digitalizan, comprimen y sacan a la red mediante un protocolo de datos conocido. En este caso los encoders de diferentes fabricantes se pueden usar con cualquier tipo de c�maras. De igual forma los equipos para visualizar las im�genes tambi�n pueden acoplarse a la red mediante decoders que hacen el proceso inverso.

Algunas f�bricas importantes actualmente, no ofrecen c�maras IP, pero si una l�nea de encoders y decoders que transforma el panorama nuevamente sobre IP. Las mismas restricciones y beneficios mencionados aplican en este caso.

La tendencia de varias empresas, es precisamente a ofrecer una soluci�n digital que poco a poco vaya reemplazando la soluci�n an�loga tradicional. El punto clave es el ritmo de cambio. Solo hasta que nuestras redes de telecomunicaciones sean de alta velocidad y excelente performance para video permanente, llegaremos a aplicar estas soluciones de forma rutinaria. Por ahora considero que debemos analizar los factores mencionados y solo cuando tengamos la completa certeza de no perder la inversi�n, dar el paso hacia video totalmente digital. El tema de matrices virtuales, no es m�s que eso. Consiste simplemente en tener muchas se�ales de video provenientes de muchas c�maras IP o la combinaci�n de c�mara y encoger, en uni�n con se�ales de video hacia monitores, videograbadoras de red y estaciones de trabajo que logren administrar los datos de manera inmediata y eficiente. En este caso los mismos fabricantes recomiendan que se trabaje sobre una red de datos exclusiva para video.

Todo se reduce al software

Con las c�maras IP, la calidad del video digital que se muestra en la sala de control depende del sensor de la c�mara, la tecnolog�a de compresi�n y el software que gestiona el sistema de video IP. Sin un software empresarial para la gesti�n de video adecuado no se potenciar�n al m�ximo la calidad y los beneficios del video IP. Dichas aplicaciones de software posibilitan el control, administraci�n y visionado tanto de las grabaciones en directo como del video grabado a trav�s de la red IP. El poder del circuito cerrado de TV IP no se encuentra en la c�mara sino en el software de gesti�n, que ofrece una aplicaci�n �til al usuario final. Por lo tanto, el rendimiento general depende fundamentalmente de la interacci�n del software con la c�mara IP, el hardware de grabaci�n y la red

�Cuanto ancho de banda consumen estas c�maras IP

La f�rmula para calcular el consumo de ancho de banda es: AB=Tama�o de la Imagen X Cuadros por Segundo X Canales

Por ejemplo, una c�mara PAL en tiempo real (25cps) a compresi�n normal y tama�o normal (ver tabla superior) consume tanto como:

8Kb X 25cps X 1 = 160Kbps.

�Cu�nto espacio en disco me ocupar� una grabaci�n?

Primero tenemos que calcular el ancho de banda (ver arriba). Esto nos dar� los Bytes (o Kbytes) por segundo. Ahora debemos multiplicar este valor por la cantidad de segundos que queremos almacenar, m�s un margen de 10% de sobrecarga debido al sistema de archivos. Por ejemplo una jornada de 8hs de grabaci�n cont�nua necesitar�a (si usamos el ancho de banda calculado anteriormente):

160Kps X 60seg X 60Min X 8Hs = 7756800 Kb = 7756,8Mb = 7,76 Gb X 1,10= 8,5Gb

Por lo visto en los dos ejemplos queda clara la importancia de determinar cu�l es el m�nimo necesario de cuadros por segundo a transmitir y el tama�o y nivel de compresi�n de la imagen, ya que se consumen demasiados recursos que pueden no ser necesarios en funci�n del objetivo a cubrir por la c�mara.