[ DSNU ] – Wat ass däischter Signal-Non-Uniformitéit (DSNU)?

DSNU bezitt sech op d'Variatioun am Hannergrondsignal vun engem Kamerabild, wann kee Liicht (oder Photonen) op de Sensor falen. Et weist un, wéi vill d'Pixel-Offsets iwwer de Sensor variéieren, wann e Bild an kompletter Däischtert opgeholl gëtt.

DSNU ass besonnesch wichteg bei der Bildgebung bei schwaachem Liicht, wou d'Kamera e däischtert oder verzerrt Bild produzéiert, wann et kee Liicht gëtt. An esou Fäll kann den Offset-Wäert vun de Pixel variéieren, an DSNU gëtt wichteg, besonnesch wann en vergläichbar mat oder méi grouss ass wéi de Liesrauschen vun der Kamera (typescherweis 1-3e-).

 

1. Firwat d'DSNU an der Bildgebung wichteg ass

 

1) Bildgebung bei schwaachem Liicht:

 

Wann et kee Liicht gëtt, produzéiert de Sensor vun enger Kamera e Signal, deen net Null ass, mä typescherweis en Offset-Wäert (z.B. 100 Grostufen). Dësen Offset gëtt vum elektronesche Rauschen vun der Kamera beaflosst, awer et kann eng Variatioun an den Offset-Wäerter vun engem Pixel zum aneren ginn. Dës Variatioun vun de Pixel-Offset-Wäerter gëtt als Fixed Pattern Noise bezeechent, deen duerch Inkonsistenz am Däischtersignal vum Sensor iwwer d'Pixelen entsteet.

 

2) Fest Mustergeräischer:

 

DSNU quantifizéiert déi zäitonofhängeg Variatioun vun dësen Offset-Wäerter. Et liwwert e Mooss dofir, wéi konsequent den Däischtersignal vum Sensor iwwer verschidde Pixel ass.

 

2. DSNU a Bildqualitéit

 

1) Standard DSNU Wäerter:

 

Fir déi meescht Kameraen, déi bei schwaachem Liicht schaffen, leien d'DSNU-Wäerter normalerweis ënner 0,5e- (Elektronen), dat heescht, datt de Bäitrag vun der DSNU zum Rauschen ënner mëttel- oder staarke Liichtbedingungen vernoléissegbar ass.

 

2) Auswierkungen op d'Bildqualitéit:

 

Fir Biller mat héije Photonenzuelen (z.B. Honnerte oder Dausende vu Photonen pro Pixel) huet DSNU e minimale Effekt. Fir Uwendungen a schwaachem Liicht bleift DSNU bedeitend, wann en dem Liesrauschen vun der Kamera vergläichbar ass oder en iwwerschreit (typescherweis 1-3e-), wat d'Bildqualitéit beaflosse kann.

 

3. Aschränkungen vun der DSNU:

 

DSNU (Dark Signal Non-Uniformity) ass en Tool, dat benotzt gëtt fir Festmuster-Rauschen ze quantifizéieren, awer et erfaasst net all Zorte vu Festmuster-Rauschen, wéi strukturéiert Rauschen (Fixed Pattern Noise) an zäitofhängegt Däischterrauschen (Temporal Dark Noise).

 

1) Strukturéiert Musteren a Kolonnenrauschen:

 

Strukturéiert Musterrauschen, besonnesch Kolonnenrauschen, ass eng Zort vu feste Musterrauschen, deen optrëtt, wann bestëmmt Pixel oder Gruppe vu Pixel systematesch Ënnerscheeder an hirem Däischtersignal (Offsets) weisen, typescherweis laanscht spezifesch Kolonnen oder Reien ausgeriicht. Dëse Rauschen erschéngt an engem strukturéierte Muster anstatt zoufälleg Schwankungen.

 

2) Zäitofhängeg Variatiounen:

 

Zäitofhängegt Rauschen bezitt sech op Variatiounen am Däischtersignal vum Sensor iwwer d'Zäit, verursaacht duerch Faktoren wéi Temperaturschwankungen, elektronesch Instabilitéit oder Sensoralterung. Dës Variatiounen verursaachen datt d'Offsetwäerter vu Pixel vun enger Beliichtung zu der anerer schwanken. DSNU moosst zäitonofhängegt Rauschen, dat heescht datt et dës Ännerungen an den Offsetwäerter iwwer d'Zäit net berécksiichtegt. Fir zäitofhängeg Variatiounen ze beobachten, ass eng Sequenz vu Bias-Biller (Biller, déi ouni Liicht opgeholl goufen), déi iwwer d'Zäit opgeholl goufen, néideg fir dës Schwankungen z'entdecken.

 

4. DSNU a prakteschen Uwendungen

 

DSNU ass vernoléissegbar bei Bildgebung a staarkem Liicht, well de Photonensignal vill méi staark ass wéi all Variatioun vum Däischtersignal.

 

Fir Uwendungen ewéi Eenzelmolekül-Imaging, Quante-Imaging an astronomesch Observatioune si Kamerae gebraucht fir extrem schwaach Liichtsignaler opzehuelen. Dës Signaler leien typescherweis um Niveau vun 1-3 Elektronen (e-) oder souguer méi déif, sou datt all zousätzlecht Rauschen (wéi z.B. DSNU) d'Qualitéit vum Endbild beaflosse kann an de Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) reduzéiere kann. Dofir hunn modern héichempfindlech wëssenschaftlech Kameraen DSNU-Korrekturméiglechkeeten. Wat méi niddreg den DSNU-Wäert ass, wat méi héich d'quantitativ Genauegkeet ass.

 

Déi modern industriell Inspektioun erfuerdert ëmmer méi grouss Präzisioun, besonnesch an der Hallefleederindustrie, wou d'quantitativ Ufuerderunge fir Defektsignaler vergläichbar sinn mat deenen a wëssenschaftlechen Uwendungen an der Bildgebung bei schwaachem Liicht. DSNU (Dark Signal Non-Uniformity) ass an dësem Kontext gläichermoossen wichteg. Den Artikel "Firwat DSNU/PRNU Korrektur bei der Hallefleiterinspektioun wichteg ass„gëtt eng ganz detailléiert Erklärung.“