22/04/22La non-uniformité du signal d'obscurité (DSNU) mesure le niveau de variation, indépendante du temps, de l'arrière-plan de l'image d'une caméra. Elle fournit une indication numérique approximative de la qualité de l'image d'arrière-plan, en fonction des motifs ou structures parfois présents.
En imagerie par faible luminosité, la qualité de l'arrière-plan d'une caméra peut devenir un facteur important. En l'absence de photons, les images acquises n'affichent généralement pas de valeurs de pixel de 0 niveau de gris (ADU). Une valeur de « décalage » est généralement présente, par exemple 100 niveaux de gris, que la caméra affiche en l'absence de lumière, plus ou moins l'influence du bruit sur la mesure. Cependant, sans un étalonnage et une correction minutieux, cette valeur de décalage fixe peut varier d'un pixel à l'autre. Cette variation est appelée « bruit de motif fixe ». DNSU représente l'étendue de ce bruit de motif fixe. Il représente l'écart type des valeurs de décalage des pixels, mesuré en électrons.
Pour de nombreuses caméras d'imagerie basse luminosité, le DSNU est généralement inférieur à 0,5 e-. Cela signifie que pour les applications à luminosité moyenne ou élevée, avec des centaines, voire des milliers de photons capturés par pixel, cette contribution au bruit est absolument négligeable. De fait, même pour les applications basse luminosité, si le DSNU est inférieur au bruit de lecture de la caméra (généralement 1 à 3 e-), ce bruit de motif fixe est peu susceptible d'influencer la qualité de l'image.
Cependant, le DSNU n'est pas une représentation parfaite du bruit de motif fixe, car il ne prend pas en compte deux facteurs importants. Premièrement, les caméras CMOS peuvent présenter des motifs structurés dans cette variation de décalage, souvent sous la forme de colonnes de pixels dont la valeur de décalage diffère. Ce bruit de « colonne à motif fixe » est bien plus visible à l'œil nu que le bruit non structuré, mais cette différence n'est pas représentée par la valeur DSNU. Ces artefacts de colonne peuvent apparaître en arrière-plan d'images à très faible luminosité, par exemple lorsque le signal maximal détecté est inférieur à 100 photoélectrons. L'observation d'une image « biaisée », l'image produite par la caméra sans lumière, permet de vérifier la présence de bruit de motif structuré.
Deuxièmement, dans certains cas, les variations structurées du décalage peuvent dépendre du temps et varier d'une image à l'autre. Comme DSNU ne présente que les variations indépendantes du temps, elles ne sont pas incluses. L'affichage d'une séquence d'images de biais vous permettra de vérifier la présence de bruit de motif structuré dépendant du temps.
Comme indiqué cependant, les variations de décalage DSNU et d'arrière-plan ne seront pas un facteur important pour les applications à luminosité moyenne à élevée avec des milliers de photons par pixel, car ces signaux seront beaucoup plus forts que les variations.
