29.04.2022D'Photo-Response Non-Uniformity (PRNU) representéiert d'Uniformitéit vun der Reaktioun vun enger Kamera op Liicht a ass besonnesch wichteg a Beräicher mat vill Liicht. PRNU quantifizéiert Variatiounen am Verstärkungsmëttel - dem Verhältnes vun detektéierte Photoelektronen zum entspriechenden digitale Grostufenwäert (ADU) - iwwer d'Pixelen an engem Kamerasensor.
1. PRNU an der Bildgebung
1) Grondkonzept vun der PRNU
Wann eng Kamera Liicht erkennt, fängt all Pixel eng gewëssen Unzuel u Photoelektrone während der Beliichtung op, déi dann vum Analog-Digital-Konverter (ADC) an en digitale Graustufenwäert (ADU) ëmgewandelt ginn. Dës Konversioun baséiert op engem Verhältnes vun ADU pro Elektron, bekannt als Konversiounsgewënn, an engem fixe Offset-Wäert (typesch ongeféier 100 ADU). Dës Wäerter gi vum ADC an dem Verstärker, deen fir d'Konversioun benotzt gëtt, bestëmmt.
CMOS-Kameraen erreechen eng héich Geschwindegkeet a geräischerarm Leeschtung andeems se parallel funktionéieren, mat engem oder méi ADCs pro Kolonn an engem Verstärker pro Pixel. Dëse parallele Betrib erméiglecht eng séier Datenveraarbechtung, kann awer kleng Variatiounen am Verstärkungs- a Offsetwäert iwwer Pixelen aféieren.
2) PRNU a fest Musterrauschen
D'PRNU representéiert all Variatiounen am Gain (dem Verhältnes vun Elektronen zu ADU) vun engem Pixel zum aneren. Wärend d'Donkelsignal-Nonuniformitéit (DSNU) Variatiounen am Offset-Wäert representéiert (wat zu engem feste Musterrauschen bei schwaachem Liicht féiert), berücksichtegt PRNU Variatiounen am Gain selwer. Dës Variatiounen am Gain kënnen och zu engem feste Musterrauschen féieren, awer et ass typescherweis méi bemierkbar bei héijem Liichtniveau.
2. PRNU a Bildqualitéit
1) PRNU an Low-Light-Bildgebung
Fir Bildgebung mat wéineg a mëttlerem Liicht (wou de Photonsignal relativ schwaach ass, typescherweis am Beräich vun 1000e oder manner), ass d'PRNU-Variatioun am Allgemengen onbedeitend am Verglach mat anere Rauschquellen, wéi Liesrauschen oder Däischtersignalrauschen (DSNU). An dëse Szenarie huet d'Variatioun am PRNU wéineg Afloss op déi allgemeng Bildqualitéit.
2) PRNU an High-Light-Bildgebung
An Uwendungen mat héijer Liichtbeliichtung ass den Impakt vu PRNU op d'Bildqualitéit och minimal, besonnesch wann d'Liichtintensitéit héich genuch ass, datt aner Rauschquellen, wéi z. B. Photonenrauschen, d'Bildqualitéit dominéieren. Wéi och ëmmer, an Uwendungen, déi eng héich Miesspräzisioun erfuerderen (z. B. Frame-Averaging oder Frame-Summing Techniken), kann eng niddreg PRNU nëtzlech sinn, fir eng méi grouss Genauegkeet ze garantéieren an subtil Inkonsistenzen an der Liichtreaktioun iwwer de Sensor ze reduzéieren.
3. Typesch PRNU-Wäerter
Typesch PRNU-Wäerter fir déi meescht CMOS-Sensore sinn typescherweis manner wéi 1%. Fir Bildgebungsapplikatiounen a Konditioune mat wéineg a mëttlerer Liichtqualitéit ass d'Variatioun am PRNU normalerweis ze kleng, fir d'Bild wesentlech ze beaflossen.
4. PRNU a prakteschen Uwendungen
PRNU ass e wichtege Faktor an Uwendungen, wou d'Miesspräzisioun entscheedend ass, wéi zum Beispill:
Wëssenschaftlech BildgebungWou kleng Variatiounen an de Liichtniveauen d'Resultater beaflosse kënnen.
Industriell Inspektiounen:Wa präzis Miessunge gebraucht ginn, besonnesch bei der Hallefleederinspektioun oder der Qualitéitskontroll. Den Artikel "Firwat DSNU/PRNU Korrektur bei der Hallefleiterinspektioun wichteg ass„erkläert d'Bedeitung vu PRNU a prakteschen Uwendungen.“
An dëse Fäll kann d'Sécherung vun enger niddreger PRNU (manner wéi 1%) hëllefen, d'quantitativ Genauegkeet ze verbesseren an de Rauschen am Festmuster ze reduzéieren, besonnesch wann Technike wéi Frame Average oder Summatioun vun den Beliichtungen benotzt ginn, fir d'Signalqualitéit ze verbesseren.
