22.04.29Die Photo-Response-Non-Uniformity (PRNU) ist eine Darstellung der Gleichmäßigkeit der Reaktion einer Kamera auf Licht, die bei einigen Anwendungen mit starkem Licht wichtig ist.
Wenn eine Kamera Licht erfasst, wird die Anzahl der von jedem Pixel während einer Belichtung erfassten Fotoelektronen gemessen und dem Computer als digitaler Graustufenwert (ADU) gemeldet. Diese Umwandlung von Elektronen in ADUs erfolgt in einem bestimmten Verhältnis von ADU pro Elektron, der sogenannten Umwandlungsverstärkung, zuzüglich eines festen Offsetwerts (normalerweise 100 ADU). Diese Werte werden durch den für die Umwandlung verwendeten Analog-Digital-Wandler und Verstärker bestimmt. CMOS-Kameras erreichen ihre unglaubliche Geschwindigkeit und ihr geringes Rauschen durch den Parallelbetrieb mit einem oder mehreren Analog-Digital-Wandlern pro Kameraspalte und einem Verstärker pro Pixel. Dadurch besteht jedoch die Möglichkeit kleiner Abweichungen bei Verstärkung und Offset von Pixel zu Pixel.
Variationen dieses Offset-Wertes können bei schwachem Licht zu einem festen Musterrauschen führen, dargestellt durch dieDSNU. Der PRNU stellt alle Variationen der Verstärkung dar, das Verhältnis von erkannten Elektronen zu angezeigtem ADU. Er stellt die Standardabweichung der Verstärkungswerte der Pixel dar. Da der resultierende Unterschied in den Intensitätswerten von der Größe der Signale abhängt, wird er als Prozentsatz angegeben.
Typische PRNU-Werte liegen unter 1 %. Bei allen Aufnahmen mit schwachem und mittlerem Licht und Signalen von 1000e- oder weniger ist diese Abweichung im Vergleich zum Leserauschen und anderen Rauschquellen unbedeutend.
Auch bei der Abbildung hoher Lichtstärken ist die Abweichung im Vergleich zu anderen Rauschquellen im Bild, wie z. B. Photonenrauschen, wahrscheinlich nicht signifikant. Bei Bildgebungsanwendungen mit hoher Lichtstärke, die eine sehr hohe Messpräzision erfordern, insbesondere bei solchen mit Frame-Averaging oder Frame-Summing, kann ein niedriger PRNU jedoch von Vorteil sein.
