[جریان تاریک] – آیا جریان تاریک کم برای تصویربرداری من مهم است؟ |

جریان تاریکیک منبع نویز دوربین است که وابسته به دما و زمان نوردهی است و بر حسب الکترون در هر پیکسل، در هر ثانیه از زمان نوردهی اندازه‌گیری می‌شود. برای کاربردهایی که از زمان نوردهی کمتر از یک ثانیه استفاده می‌کنند و جریان تاریک کمتر از 1e-/p/s دارند، معمولاً می‌توان آن را در محاسبات نسبت سیگنال به نویز نادیده گرفت.

برای مثال، در مقدار جریان تاریک ۰.۰۰۱ e/p/s، زمان نوردهی ۱ میلی‌ثانیه یا ۶۰ ثانیه هر دو منجر به سهم ناچیز نویز می‌شوند، که در آن مقدار نویز از حاصل ضرب مقدار جریان تاریک در زمان نوردهی به دست می‌آید، که همگی زیر جذر هستند. با این حال، یک دوربین متفاوت با ۲e-/p/s در نوردهی ۶۰ ثانیه، نویز جریان تاریک اضافی √۱۲۰ = ۱۱e- ایجاد می‌کند که ممکن است بسیار قابل توجه‌تر از نویز خوانش در سطوح نور کم باشد. با این حال، در نوردهی ۱ میلی‌ثانیه، حتی این سطح بالاتر جریان تاریک نیز ناچیز خواهد بود.

شکل 1: شکل 1(a) از دوربین CMOS خنک شونده توسن گرفته شده است.FL 20BWکه جریان تاریک به کمی 0.001e/pixel/s است. شکل 1(b) نشان می‌دهد که شکل 1(a) داردa پس زمینه عالی کهaتقریباً در برابر نویز جریان تاریک مصون است، اگرچه زمان نوردهی تا 10 ثانیه است.

نویز جریان تاریک ناشی از حرکت حرارتی الکترون‌ها در حسگر دوربین است. همه اتم‌ها حرکت ارتعاشی حرارتی را تجربه می‌کنند و گاهی اوقات یک الکترون می‌تواند از زیرلایه حسگر دوربین به داخل چاه پیکسل که در آن فوتوالکترون‌های شناسایی‌شده ذخیره می‌شوند، "جهش" کند. تشخیص بین این الکترون‌های "حرارتی" و الکترون‌هایی که از طریق تشخیص موفقیت‌آمیز یک فوتون ایجاد شده‌اند، غیرممکن است. در طول نوردهی یک تصویر، این الکترون‌های حرارتی می‌توانند جمع شوند و به سیگنال جریان تاریک پس‌زمینه کمک کنند. با این حال، تعداد دقیق الکترون‌ها تصادفی است و منجر به ایجاد نویز جریان تاریک می‌شود. در پایان نوردهی، تمام بارها از پیکسل پاک می‌شوند و برای نوردهی بعدی آماده می‌شوند.

نویز جریان تاریک وابسته به دما است، اما به طراحی و معماری حسگر دوربین و قطعات الکترونیکی دوربین نیز بسیار وابسته است، بنابراین می‌تواند در دمای حسگر یکسان، از دوربینی به دوربین دیگر بسیار متفاوت باشد.

آیا جریان تاریک کم برای تصویربرداری من مهم است؟اینکه آیا یک مقدار جریان تاریک مشخص به طور قابل توجهی به نسبت سیگنال به نویز تصاویر شما و کیفیت تصویر کمک خواهد کرد یا خیر، کاملاً به سناریوی تصویربرداری شما بستگی دارد.

برای سناریوهای تصویربرداری با نور زیاد با هزاران فوتون در هر پیکسل پس از نوردهی دوربین، بعید است که جریان تاریک تأثیر قابل توجهی در کیفیت تصویر داشته باشد، مگر اینکه نوردهی ...mبسیار طولانی هستند (ده‌ها ثانیه تا دقیقه) مانند کاربردهای نجوم..