22/06/01Corrente escuraé unha fonte de ruído da cámara que depende da temperatura e do tempo de exposición, medida en electróns por píxel, por segundo de tempo de exposición. Para aplicacións que empregan tempos de exposición inferiores a un segundo, con corrente de escuridade inferior a 1 e-/p/s, normalmente pódese ignorar nos cálculos da relación sinal-ruído.
Por exemplo, cun valor de corrente de escuridade de 0,001 e/p/s, os tempos de exposición de 1 ms ou 60 segundos levan a unha contribución de ruído insignificante, onde o valor do ruído vén dado polo valor da corrente de escuridade multiplicado polo tempo de exposición, todo por debaixo dunha raíz cadrada. Non obstante, unha cámara diferente con 2e-/p/s a 60 s de exposición contribuiría cun √120 = 11e- adicional de ruído de corrente de escuridade, que pode ser moito máis significativo que o ruído de lectura a niveis de luz baixos. Aínda así, a unha exposición de 1 ms, mesmo este nivel de corrente de escuridade máis alto sería insignificante.
Figura 1: A figura 1(a) provén dunha cámara CMOS refrixerada por TucsenFL 20BWque a corrente de escuridade é tan baixa como 0,001 e/píxel/s. A figura 1(b) mostra que a figura 1(a) tena excelentes antecedentes queaCase inmune ao ruído da corrente escura, aínda que o tempo de exposición é de ata 10 segundos.
O ruído de corrente escura está causado polo movemento térmico dos electróns dentro do sensor da cámara. Todos os átomos experimentan movemento vibratorio térmico e, ocasionalmente, un electrón pode "saltar" fóra do substrato do sensor da cámara a un pozo de píxeles onde se almacenan os fotoelectróns detectados. É imposible distinguir entre estes electróns "térmicos" e os electróns que xurdiron a través da detección exitosa dun fotón. Durante a exposición dunha imaxe, estes electróns térmicos poden acumularse, contribuíndo a un sinal de corrente escura de fondo. Non obstante, o número preciso de electróns é aleatorio, o que leva á contribución do ruído de corrente escura. Ao final da exposición, mídense todas as cargas eliminadas do píxel, listo para a seguinte exposición.
O ruído da corrente escura depende da temperatura, pero tamén depende en gran medida do deseño e a arquitectura do sensor da cámara e da electrónica da cámara, polo que pode variar moito dunha cámara a outra coa mesma temperatura do sensor.
É importante unha corrente de escuridade baixa para as miñas imaxes?Se un valor determinado de corrente escura contribuirá significativamente á relación sinal-ruído e á calidade da imaxe das túas imaxes depende enteiramente do teu escenario de imaxe.
Para escenarios de imaxes con moita luz con miles de fotóns por píxel despois dunha exposición da cámara, é moi improbable que a corrente escura sexa significativa na calidade da imaxe a menos que a exposición sexa timson moi longos (de decenas de segundos a minutos), como nas aplicacións astronómicas.
Figura 2: Recomendación da cámara de longa exposición Tucsen
