[ PRNU ] – Hvað er ljóssvörunaróeinsleitni (e. photo-response non-uniformity (PRNU))?

Ójöfnuður í ljóssvörun (e. photo-response non-uniformity, PRNU) táknar einsleitni í ljóssvörun myndavélar og er sérstaklega mikilvægur í notkun í mikilli birtu. PRNU magngreinir breytingar á magni - hlutfalli greindra ljósrafeinda á móti samsvarandi stafrænu gráskalagildi (ADU) - yfir pixla í myndavélarskynjara.

 

1. PRNU í myndgreiningu

 

1) Grunnhugtak PRNU

 

Þegar myndavél nemur ljós, þá fangar hver pixla ákveðinn fjölda ljósrafeinda við lýsingu, sem síðan er breytt í stafrænt gráskalagildi (ADU) með hliðrænum-í-stafrænum breyti (ADC). Þessi umbreyting fylgir hlutfalli ADU á rafeind, þekkt sem umbreytingarhagnaður, og föstu offsetgildi (venjulega um 100 ADU). Þessi gildi eru ákvörðuð af ADC og magnaranum sem notaður er við umbreytinguna.

 

CMOS myndavélar ná miklum hraða og lágum hávaða með því að starfa samsíða, með einum eða fleiri ADC-um á dálk og einum magnara á pixla. Þessi samsíða aðgerð gerir kleift að vinna gagna hratt en getur valdið litlum breytingum á magni og fráviksgildum milli pixla.

 

2) PRNU og fast mynsturhávaði

 

PRNU táknar allar breytingar á magni (hlutfalli rafeinda og ADU) frá einni myndeiningu til annarrar. Þó að óeðlileiki í dökku merki (DSNU) tákni breytingar á offset-gildi (sem leiðir til fasts mynstursuðs í lítilli birtu), tekur PRNU tillit til breytinga á magninu sjálfu. Þessar breytingar á magni geta einnig valdið föstum mynstursuði, en það er yfirleitt meira áberandi við mikla birtu.

 

2. PRNU og myndgæði

1) PRNU og myndgreining í litlu ljósi

 

Fyrir myndgreiningu í lágu og meðalljósi (þar sem ljóseindamerkið er tiltölulega veikt, yfirleitt á bilinu 1000e eða minna), er PRNU-breytingin almennt óveruleg samanborið við aðrar suðgjafar, svo sem lestrarsuð eða dökkmerkissuð (DSNU). Í þessum tilfellum hefur breytingin á PRNU lítil áhrif á heildarmyndgæði.

 

2) PRNU og myndgreining í háu ljósi

 

Í myndgreiningarforritum við mikla birtu eru áhrif PRNU á myndgæði einnig lítil, sérstaklega þegar ljósstyrkur er nógu mikill til að aðrar suðuppsprettur, eins og ljóseindasuð, ráði ríkjum í myndgæðunum. Hins vegar, í forritum sem krefjast mikillar mælingarnákvæmni (t.d. rammameðaltals- eða rammasamningatækni), getur lágt PRNU verið gagnlegt til að tryggja meiri nákvæmni og draga úr lúmskum ósamræmi í ljóssvörun yfir skynjarann.

 

3. Dæmigert PRNU gildi

 

Dæmigert PRNU-gildi fyrir flesta CMOS-skynjara eru yfirleitt undir 1%. Fyrir myndgreiningarforrit við litla og meðalstóra birtu er breytileikinn í PRNU venjulega of lítill til að hafa veruleg áhrif á myndina.

 

4. PRNU í hagnýtum tilgangi

 

PRNU er mikilvægur þáttur í forritum þar sem nákvæmni mælinga er mikilvæg, svo sem:

 

Vísindaleg myndgreiningÞar sem litlar breytingar á birtustigi geta haft áhrif á niðurstöðurnar.

 

Iðnaðarskoðanir:Þar sem nákvæmar mælingar eru nauðsynlegar, sérstaklega við skoðun eða gæðaeftirlit með hálfleiðurum. Greinin "Af hverju DSNU/PRNU leiðrétting skiptir máli í skoðun hálfleiðara„útskýrir mikilvægi PRNU í hagnýtum tilgangi.“

 

Í þessum tilfellum getur það að tryggja lágt PRNU (minna en 1%) hjálpað til við að bæta magnbundna nákvæmni og draga úr föstum mynstursuði, sérstaklega þegar notaðar eru aðferðir eins og rammameðaltal eða summaðar lýsingar til að auka gæði merkisins.