[DSNU] – Mitä on pimeän signaalin epätasaisuus (DSNU)?

Pimeäsignaalin epätasaisuus (DSNU) mittaa kameran kuvan taustan ajasta riippumattoman vaihtelun tasoa. Se antaa karkean numeerisen kuvan taustakuvan laadusta suhteessa kuvioihin tai rakenteisiin, joita voi joskus esiintyä.

Hämärässä kuvattaessa kameran taustan laatu voi olla tärkeä tekijä. Kun kameraan ei osu fotoneja, otetut kuvat eivät tyypillisesti näytä pikseliarvoja, joiden harmaasävy on 0 (ADU). Tyypillisesti on olemassa 'offset'-arvo, kuten 100 harmaasävyä, jonka kamera näyttää, kun valoa ei ole läsnä, plus tai miinus kohinan vaikutus mittaukseen. Ilman huolellista kalibrointia ja korjausta tässä kiinteässä offset-arvossa voi kuitenkin olla jonkin verran vaihtelua pikselistä toiseen. Tätä vaihtelua kutsutaan 'kiinteän kuvion kohinaksi'. DNSU edustaa tämän kiinteän kuvion kohinan laajuutta. Se edustaa pikselien offset-arvojen keskihajontaa, mitattuna elektroneina.

Monissa hämäräkuvauskameroissa DSNU on tyypillisesti alle noin 0,5e-. Tämä tarkoittaa, että keski- tai kirkkaan valaistuksen sovelluksissa, joissa pikseliä kohden tallennetaan satoja tai tuhansia fotoneja, tämä kohinaosuus on täysin merkityksetön. Itse asiassa myös hämäräkuvaussovelluksissa, jos DSNU on pienempi kuin kameran lukukohina (tyypillisesti 1-3e-), tällä kiinteällä kohinalla ei todennäköisesti ole merkitystä kuvanlaadussa.

DSNU ei kuitenkaan ole täydellinen kuvaus kiinteän kuvion kohinasta, koska se ei pysty kuvaamaan kahta tärkeää tekijää. Ensinnäkin CMOS-kamerat voivat esittää strukturoituja kuvioita tässä offset-variaatiossa, usein pikselisarakkeiden muodossa, jotka eroavat toisistaan ​​offset-arvonsa suhteen. Tämä "kiinteän kuvion sarakekohina" on paljon näkyvämpää kuin strukturoimaton kohina, mutta DSNU-arvo ei edusta tätä eroa. Nämä sarakeartefaktit voivat näkyä erittäin hämärässä otettujen kuvien taustalla, esimerkiksi silloin, kun havaittu huippusignaali on alle 100 fotoelektronia. "Bias"-kuvan eli kameran ilman valoa tuottaman kuvan tarkasteleminen mahdollistaa strukturoidun kuviokohinan esiintymisen.

Toiseksi, joissakin tapauksissa offsetin strukturoidut vaihtelut voivat olla ajasta riippuvia ja vaihdella ruudusta toiseen. Koska DSNU näyttää vain ajasta riippumattoman vaihtelun, niitä ei ole otettu mukaan. Bias-kuvien sarjan tarkasteleminen antaa sinulle mahdollisuuden tarkistaa ajasta riippuvan strukturoidun kuviokohinan esiintymisen.

Kuten kuitenkin todettiin, DSNU:n ja taustan offsetin vaihtelut eivät ole tärkeitä tekijöitä keski- tai kirkkaan valon sovelluksissa, joissa on tuhansia fotoneja pikseliä kohden, koska nämä signaalit ovat paljon voimakkaampia kuin vaihtelut.