22. 4. 2022Nejednotnost tmavého signálu (DSNU) je měřítkem úrovně časově nezávislé variace pozadí obrazu kamery. Poskytuje hrubý číselný údaj o kvalitě obrazu pozadí s ohledem na vzory nebo struktury, které se někdy mohou vyskytovat.
Při snímání za slabého osvětlení se může kvalita pozadí kamery stát důležitým faktorem. Pokud na kameru nedopadají žádné fotony, pořízené snímky obvykle nezobrazují hodnoty pixelů s 0 úrovněmi šedi (ADU). Obvykle je přítomna hodnota „offsetu“, například 100 úrovní šedi, kterou kamera zobrazí, když není přítomno žádné světlo, plus nebo mínus vliv šumu na měření. Bez pečlivé kalibrace a korekce však může docházet k určitým odchylkám v této pevné hodnotě offsetu mezi pixely. Tato odchylka se nazývá „šum fixního vzoru“. DNSU představuje rozsah tohoto šumu fixního vzoru. Představuje směrodatnou odchylku hodnot offsetu pixelů, měřenou v elektronech.
U mnoha kamer s nízkým osvětlením je DSNU obvykle pod 0,5e-. To znamená, že pro aplikace se středním nebo vysokým osvětlením, kde se zachycují stovky nebo tisíce fotonů na pixel, je tento příspěvek šumu naprosto zanedbatelný. Také pro aplikace se slabým osvětlením, za předpokladu, že DSNU je nižší než čtecí šum kamery (obvykle 1-3e-), je nepravděpodobné, že by tento fixní šum vzoru hrál roli v kvalitě obrazu.
DSNU však není dokonalou reprezentací šumu s pevným vzorem, protože nezachycuje dva důležité faktory. Zaprvé, CMOS kamery mohou v této variantě ofsetu vykazovat strukturované vzory, často ve formě sloupců pixelů, které se od sebe liší hodnotou ofsetu. Tento „šum sloupce s pevným vzorem“ je pro naše oko mnohem viditelnější než nestrukturovaný šum, ale tento rozdíl není reprezentován hodnotou DSNU. Tyto artefakty sloupce se mohou objevit na pozadí snímků s velmi slabým osvětlením, například když je detekovaný signál menší než 100 fotoelektronů. Prohlížení „zkresleného“ obrazu, obrazu, který kamera vytváří bez světla, vám umožní zkontrolovat přítomnost strukturovaného šumu vzoru.
Za druhé, v některých případech mohou být strukturované variace posunu časově závislé a měnit se mezi jednotlivými snímky. Protože DSNU zobrazuje pouze časově nezávislé variace, tyto nejsou zahrnuty. Prohlížení sekvence snímků zkreslení vám umožní zkontrolovat přítomnost časově závislého strukturovaného šumu vzoru.
Jak však bylo uvedeno, variace DSNU a posunu pozadí nebudou důležitým faktorem pro aplikace se středním až vysokým osvětlením s tisíci fotonů na pixel, protože tyto signály budou mnohem silnější než variace.
