2022年4月29日光応答不均一性（PRNU）は、カメラの光応答の均一性を表す指標であり、特に高光量アプリケーションにおいて重要です。PRNUは、カメラセンサーのピクセル全体におけるゲイン（検出された光電子と対応するデジタルグレースケール値（ADU）の比率）のばらつきを定量化します。
1. イメージングにおけるPRNU
1) PRNUの基本概念
カメラが光を検出すると、各ピクセルは露光中に一定数の光電子を捕捉します。この光電子は、アナログ-デジタル変換器（ADC）によってデジタルグレースケール値（ADU）に変換されます。この変換は、電子あたりのADUの比率（変換ゲイン）と、固定のオフセット値（通常は約100 ADU）に従って行われます。これらの値は、ADCと変換に使用されるアンプによって決定されます。
CMOSカメラは、列ごとに1つ以上のADCとピクセルごとに1つのアンプを並列動作させることで、高速かつ低ノイズの性能を実現します。この並列動作により高速なデータ処理が可能になりますが、ピクセル間でゲインとオフセット値にわずかなばらつきが生じる可能性があります。
2) PRNUと固定パターンノイズ
PRNUは、ピクセル間のゲイン（電子とADUの比）のばらつきを表します。暗信号不均一性（DSNU）はオフセット値のばらつき（低照度下での固定パターンノイズの原因）を表しますが、PRNUはゲイン自体のばらつきを考慮します。これらのゲインのばらつきも固定パターンノイズの原因となる可能性がありますが、通常は高照度下でより顕著になります。
2. PRNUと画像品質
1) PRNUと低光量イメージング
低光量および中光量イメージング（光子信号が比較的弱く、通常は1000e以下の範囲）では、PRNUの変動は、リードノイズや暗信号ノイズ（DSNU）などの他のノイズ源と比較して、一般的には重要ではありません。このようなシナリオでは、PRNUの変動は全体的な画像品質にほとんど影響を与えません。
2) PRNUとハイライトイメージング
高光量イメージングアプリケーションでは、特に光強度が十分に高く、光子ショットノイズなどの他のノイズ源が画質を左右するような場合には、PRNUが画質に与える影響は最小限に抑えられます。しかし、高い測定精度が求められるアプリケーション（フレーム平均化やフレーム加算技術など）では、PRNUが低いことが、より高い精度を確保し、センサー全体の光応答における微妙なばらつきを低減する上で有益となる場合があります。
3. 典型的なPRNU値
ほとんどのCMOSセンサーの典型的なPRNU値は1%未満です。低照度および中照度条件での撮像アプリケーションでは、PRNUの変動は通常、画像に大きな影響を与えるほど小さくありません。
4. PRNUの実用化
PRNU は、次のような測定精度が重要なアプリケーションでは重要な要素となります。
科学的画像: 光レベルの小さな変化が結果に影響を及ぼす可能性があります。
産業検査：特に半導体検査や品質管理など、精密な測定が求められる場面で。半導体検査においてDSNU/PRNU補正が重要な理由「実際のアプリケーションにおける PRNU の重要性について説明します。
このような場合、PRNU を低く抑えること (1% 未満) により、特にフレーム平均化や合計露出などの手法を使用して信号品質を向上させるときに、定量的な精度を向上させ、固定パターン ノイズを削減することができます。
