2022년 4월 29일광응답 불균일성(PRNU)은 카메라의 빛에 대한 응답 균일성을 나타내며, 특히 밝은 환경에서의 촬영에 중요합니다. PRNU는 카메라 센서의 픽셀 간 게인(검출된 광전자와 해당 디지털 회색조 값(ADU)의 비율)의 변동을 정량화합니다.
1. 영상 분야의 PRNU
1) PRNU의 기본 개념
카메라가 빛을 감지하면 각 픽셀은 노출 동안 특정 수의 광전자를 포착하고, 이 광전자는 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 의해 디지털 회색조 값(ADU)으로 변환됩니다. 이 변환은 전자당 ADU 비율인 변환 이득과 고정된 오프셋 값(일반적으로 약 100 ADU)에 따라 이루어집니다. 이러한 값들은 ADC와 변환에 사용되는 증폭기에 의해 결정됩니다.
CMOS 카메라는 컬럼당 하나 이상의 ADC와 픽셀당 하나의 증폭기를 병렬로 작동시켜 고속 및 저잡음 성능을 구현합니다. 이러한 병렬 작동은 빠른 데이터 처리를 가능하게 하지만, 픽셀 간 게인 및 오프셋 값에 미세한 변동을 유발할 수 있습니다.
2) PRNU 및 고정 패턴 노이즈
PRNU는 픽셀 간 게인(전자 대 ADU 비율)의 변동을 나타냅니다. DSNU(암신호 불균일성)는 오프셋 값의 변동(저조도 환경에서 고정 패턴 노이즈를 유발)을 나타내는 반면, PRNU는 게인 자체의 변동을 나타냅니다. 이러한 게인 변동 또한 고정 패턴 노이즈를 유발할 수 있지만, 일반적으로 고조도 환경에서 더 두드러지게 나타납니다.
2. PRNU 및 이미지 품질
1) PRNU 및 저조도 이미징
저조도 및 중간 조도 이미징(광자 신호가 상대적으로 약한 경우, 일반적으로 1000e 이하 범위)의 경우, PRNU 변동은 판독 잡음이나 암신호 잡음(DSNU)과 같은 다른 잡음원에 비해 일반적으로 미미합니다. 이러한 시나리오에서는 PRNU 변동이 전체 이미지 품질에 미치는 영향이 거의 없습니다.
2) PRNU 및 고휘도 이미징
고광량 이미징 응용 분야에서는 특히 광량이 충분히 높아 광자 산란 잡음과 같은 다른 잡음원이 이미지 품질을 지배할 때 PRNU가 이미지 품질에 미치는 영향은 미미합니다. 그러나 높은 측정 정밀도가 요구되는 응용 분야(예: 프레임 평균화 또는 프레임 합산 기법)에서는 낮은 PRNU가 정확도를 높이고 센서 전체의 빛 응답에서 발생하는 미묘한 불일치를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
3. 일반적인 PRNU 값
대부분의 CMOS 센서에서 일반적인 PRNU 값은 1% 미만입니다. 저조도 및 중간 조도 환경에서의 이미징 응용 분야에서 PRNU의 변동은 일반적으로 이미지에 큰 영향을 미치지 않을 정도로 작습니다.
4. PRNU의 실제 적용 사례
PRNU는 측정 정밀도가 매우 중요한 응용 분야에서 중요한 요소입니다. 예를 들어 다음과 같은 경우가 있습니다.
과학적 영상화빛의 밝기 변화가 결과에 영향을 미칠 수 있는 경우.
산업 현장 점검:특히 반도체 검사 또는 품질 관리와 같이 정밀한 측정이 필요한 경우에 사용됩니다. 이 기사는 "반도체 검사에서 DSNU/PRNU 보정이 중요한 이유"실제 응용 분야에서 PRNU의 중요성을 설명합니다."
이러한 경우, 특히 프레임 평균화 또는 노출 합산과 같은 기술을 사용하여 신호 품질을 향상시킬 때, 낮은 PRNU(1% 미만)를 확보하면 정량적 정확도를 향상시키고 고정 패턴 노이즈를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
