22/04/22Η Μη Ομοιομορφία Σκοτεινού Σήματος (DSNU) είναι ένα μέτρο του επιπέδου της χρονικά ανεξάρτητης διακύμανσης στο φόντο της εικόνας μιας κάμερας. Παρέχει μια πρόχειρη αριθμητική ένδειξη της ποιότητας αυτής της εικόνας φόντου, όσον αφορά τα μοτίβα ή τις δομές που μπορεί μερικές φορές να υπάρχουν.
Στην απεικόνιση χαμηλού φωτισμού, η ποιότητα του φόντου μιας κάμερας μπορεί να αποτελέσει σημαντικό παράγοντα. Όταν δεν προσπίπτουν φωτόνια στην κάμερα, οι εικόνες που λαμβάνονται συνήθως δεν εμφανίζουν τιμές pixel 0 επιπέδων γκρι (ADU). Συνήθως υπάρχει μια τιμή «μετατόπισης», όπως 100 επίπεδα γκρι, την οποία η κάμερα θα εμφανίζει όταν δεν υπάρχει φως, συν ή πλην της επίδρασης του θορύβου στη μέτρηση. Ωστόσο, χωρίς προσεκτική βαθμονόμηση και διόρθωση, ενδέχεται να υπάρχει κάποια διακύμανση από pixel σε pixel σε αυτήν την σταθερή τιμή μετατόπισης. Αυτή η διακύμανση ονομάζεται «Θόρυβος Σταθερού Μοτίβου». Το DNSU αντιπροσωπεύει την έκταση αυτού του θορύβου σταθερού μοτίβου. Αντιπροσωπεύει την τυπική απόκλιση των τιμών μετατόπισης pixel, μετρούμενη σε ηλεκτρόνια.
Για πολλές κάμερες απεικόνισης χαμηλού φωτισμού, το DSNU είναι συνήθως κάτω από περίπου 0,5e-. Αυτό σημαίνει ότι για εφαρμογές μεσαίου ή υψηλού φωτισμού με εκατοντάδες ή χιλιάδες φωτόνια που καταγράφονται ανά pixel, αυτή η συμβολή θορύβου είναι απολύτως αμελητέα. Πράγματι, και για εφαρμογές χαμηλού φωτισμού, εφόσον το DSNU είναι χαμηλότερο από τον θόρυβο ανάγνωσης της κάμερας (συνήθως 1-3e-), αυτός ο θόρυβος σταθερού μοτίβου είναι απίθανο να παίξει ρόλο στην ποιότητα της εικόνας.
Ωστόσο, το DSNU δεν αποτελεί τέλεια αναπαράσταση του θορύβου σταθερού μοτίβου, καθώς δεν καταφέρνει να καταγράψει δύο σημαντικούς παράγοντες. Πρώτον, οι κάμερες CMOS μπορούν να εμφανίσουν δομημένα μοτίβα σε αυτήν την παραλλαγή μετατόπισης, συχνά με τη μορφή στηλών pixel που διαφέρουν μεταξύ τους στην τιμή μετατόπισής τους. Αυτός ο θόρυβος «Θορύβου Στήλης Σταθερού Μοτίβου» είναι πολύ πιο ορατός στο μάτι μας από τον μη δομημένο θόρυβο, αλλά αυτή η διαφορά δεν αναπαρίσταται από την τιμή DSNU. Αυτά τα τεχνουργήματα στηλών μπορεί να εμφανιστούν στο φόντο εικόνων πολύ χαμηλού φωτισμού, όπως όταν το σήμα κορυφής που ανιχνεύεται είναι μικρότερο από 100 φωτοηλεκτρόνια. Η προβολή μιας εικόνας «πόλωσης», της εικόνας που παράγει η κάμερα χωρίς φως, θα σας επιτρέψει να ελέγξετε για την παρουσία θορύβου δομημένου μοτίβου.
Δεύτερον, σε ορισμένες περιπτώσεις, οι δομημένες παραλλαγές στην μετατόπιση μπορεί να εξαρτώνται από το χρόνο, ποικίλλοντας από το ένα καρέ στο άλλο. Καθώς το DSNU δείχνει μόνο την ανεξάρτητη από το χρόνο παραλλαγή, αυτές δεν περιλαμβάνονται. Η προβολή μιας ακολουθίας εικόνων πόλωσης θα σας επιτρέψει να ελέγξετε για την παρουσία χρονικά εξαρτώμενου θορύβου δομημένου μοτίβου.
Όπως σημειώθηκε, ωστόσο, οι διακυμάνσεις του DSNU και της μετατόπισης φόντου δεν θα αποτελέσουν σημαντικό παράγοντα για εφαρμογές μεσαίου έως υψηλού φωτισμού με χιλιάδες φωτόνια ανά pixel, καθώς αυτά τα σήματα θα είναι πολύ ισχυρότερα από τις διακυμάνσεις.
