暗電流の低さはイメージングにとって重要ですか？

暗電流は、温度と露光時間に依存するカメラノイズ源であり、露光時間1秒あたり、ピクセルあたりの電子数で測定されます。露光時間が1秒未満で、暗電流が1e-/p/s未満のアプリケーションでは、通常、信号対雑音比の計算において無視できます。

例えば、暗電流値が0.001 e/p/sの場合、露光時間が1msでも60秒でもノイズの影響はごくわずかです。ここで、ノイズ値は暗電流値に露光時間を乗じたもので、すべて平方根で表されます。しかし、2e-/p/sの暗電流値を持つ別のカメラで60秒露光した場合、√120 = 11e-の暗電流ノイズが加わり、低照度レベルでは読み出しノイズよりもはるかに大きくなる可能性があります。それでも、1msの露光時間であれば、この高い暗電流値でも無視できる程度です。

図1：図1(a)はTucsen冷却CMOSカメラによるものです。FL 20BW暗電流は0.001e/ピクセル/秒と非常に低い。図1(b)は、図1(a)がa 優れた背景a露光時間が10秒と長いにもかかわらず、暗電流ノイズの影響をほとんど受けない。

暗電流ノイズは、カメラセンサー内部の電子の熱運動によって発生します。すべての原子は熱振動運動を起こし、時折、電子がカメラセンサーの基板から、検出された光電子が蓄積されるピクセルウェルへと「飛び出す」ことがあります。これらの「熱」電子と、光子の検出によって生じた電子を区別することは不可能です。画像の露光中、これらの熱電子が蓄積され、背景の暗電流信号に寄与します。しかし、電子の正確な数はランダムであるため、暗電流ノイズが発生します。露光の最後に、すべての電荷が測定され、ピクセルからクリアされて次の露光に備えます。

暗電流ノイズは温度に依存するが、カメラセンサーの設計や構造、カメラの電子回路にも大きく依存するため、同じセンサー温度でもカメラごとに大きく異なる可能性がある。

暗電流の低さは、私の画像処理にとって重要ですか？特定の暗電流値が画像の信号対雑音比や画質に大きく影響するかどうかは、撮影シナリオによって全く異なります。

カメラ露光後にピクセルあたり数千個の光子が発生する高輝度イメージングシナリオでは、露光時間が長くなる場合を除き、暗電流が画質に大きな影響を与える可能性は非常に低い。m天文学の応用例のように、非常に長い（数十秒から数分）ものデータが存在する。.