22/04/22Dark Signal Non-Uniformity (DSNU) is een maatstaf voor de mate van tijdsonafhankelijke variatie in de achtergrond van een camerabeeld. Het geeft een ruwe numerieke indicatie van de kwaliteit van dat achtergrondbeeld, met betrekking tot patronen of structuren die soms aanwezig kunnen zijn.
Bij het maken van foto's bij weinig licht kan de achtergrondkwaliteit van een camera een belangrijke factor worden. Wanneer er geen fotonen op de camera vallen, zullen de opgenomen beelden doorgaans geen pixelwaarden van 0 grijswaarden (ADU) weergeven. Er is doorgaans een 'offset'-waarde aanwezig, zoals 100 grijswaarden, die de camera weergeeft wanneer er geen licht aanwezig is, plus of min de invloed van ruis op de meting. Zonder zorgvuldige kalibratie en correctie kan er echter enige variatie van pixel tot pixel in deze vaste offsetwaarde optreden. Deze variatie wordt 'Fixed Pattern Noise' genoemd. DNSU geeft de mate van deze vaste patroonruis weer. Het geeft de standaarddeviatie van de pixeloffsetwaarden weer, gemeten in elektronen.
Bij veel camera's voor beeldverwerking bij weinig licht ligt de DSNU doorgaans onder de 0,5 e-. Dit betekent dat deze ruisbijdrage bij toepassingen met gemiddeld of fel licht, waarbij honderden of duizenden fotonen per pixel worden vastgelegd, absoluut verwaarloosbaar is. Ook bij toepassingen met weinig licht is het onwaarschijnlijk dat dit vaste patroon een rol speelt in de beeldkwaliteit, mits de DSNU lager is dan de leesruis van de camera (doorgaans 1-3 e-).
DSNU is echter geen perfecte weergave van vaste patroonruis, omdat het twee belangrijke factoren niet vastlegt. Ten eerste kunnen CMOS-camera's gestructureerde patronen vertonen in deze offsetvariatie, vaak in de vorm van kolommen van pixels die van elkaar verschillen in hun offsetwaarde. Deze 'vaste patroonkolomruis' is veel beter zichtbaar voor het oog dan ongestructureerde ruis, maar dit verschil wordt niet weergegeven door de DSNU-waarde. Deze kolomartefacten kunnen verschijnen op de achtergrond van beelden met zeer weinig licht, bijvoorbeeld wanneer het gedetecteerde pieksignaal minder dan 100 foto-elektronen bedraagt. Door een 'bias'-beeld te bekijken, het beeld dat de camera zonder licht produceert, kunt u controleren op de aanwezigheid van gestructureerde patroonruis.
Ten tweede kunnen gestructureerde variaties in offset in sommige gevallen tijdsafhankelijk zijn en van frame tot frame variëren. Omdat DSNU alleen de tijdsonafhankelijke variatie weergeeft, worden deze niet meegenomen. Door een reeks bias-afbeeldingen te bekijken, kunt u controleren op de aanwezigheid van tijdsafhankelijke gestructureerde patroonruis.
Zoals echter opgemerkt, zullen DSNU- en achtergrondoffsetvariaties geen belangrijke factor zijn voor toepassingen met gemiddeld tot veel licht, met duizenden fotonen per pixel, omdat deze signalen veel sterker zullen zijn dan de variaties.
