22.04.22Nierównomierność ciemnego sygnału (DSNU) to miara poziomu niezależnej od czasu zmienności tła obrazu z kamery. Stanowi ona przybliżony liczbowy wskaźnik jakości obrazu tła, uwzględniający wzory lub struktury, które czasami mogą występować.
W obrazowaniu przy słabym oświetleniu jakość tła aparatu może stać się istotnym czynnikiem. Gdy na aparat nie padają żadne fotony, uzyskane obrazy zazwyczaj nie będą wyświetlać wartości pikseli równych 0 poziomom szarości (ADU). Zazwyczaj występuje wartość „przesunięcia”, taka jak 100 poziomów szarości, którą aparat wyświetli w stanie bez światła, powiększona lub pomniejszona o wpływ szumu na pomiar. Jednak bez starannej kalibracji i korekcji, ta stała wartość przesunięcia może różnić się między pikselami. Ta różnica nazywana jest „szumem wzorcowym o stałym wzorze”. DNSU reprezentuje zakres tego szumu wzorcowego. Reprezentuje odchylenie standardowe wartości przesunięcia pikseli, mierzone w elektronach.
W przypadku wielu kamer o słabym oświetleniu, DSNU zazwyczaj wynosi poniżej około 0,5e-. Oznacza to, że w zastosowaniach o średnim lub wysokim oświetleniu, z setkami lub tysiącami fotonów rejestrowanych na piksel, ten udział szumu jest absolutnie pomijalny. Co więcej, również w zastosowaniach o słabym oświetleniu, o ile DSNU jest niższy niż szum odczytu kamery (zwykle 1-3e-), ten stały szum prawdopodobnie nie będzie miał wpływu na jakość obrazu.
Jednak DSNU nie jest idealnym odzwierciedleniem szumu o stałym wzorze, ponieważ nie uwzględnia dwóch ważnych czynników. Po pierwsze, kamery CMOS mogą wykazywać strukturalne wzory w tej zmienności przesunięcia, często w postaci kolumn pikseli różniących się między sobą wartością przesunięcia. Ten „szum kolumnowy o stałym wzorze” jest znacznie bardziej widoczny dla naszego oka niż szum niestrukturalny, ale różnica ta nie jest reprezentowana przez wartość DSNU. Te artefakty kolumnowe mogą pojawiać się w tle obrazów o bardzo słabym oświetleniu, na przykład gdy szczyt wykrytego sygnału jest mniejszy niż 100 fotoelektronów. Oglądanie obrazu „z przesunięciem”, czyli obrazu generowanego przez kamerę bez światła, pozwoli na sprawdzenie obecności strukturalnego szumu.
Po drugie, w niektórych przypadkach strukturalne zmiany przesunięcia mogą być zależne od czasu i zmieniać się w kolejnych klatkach. Ponieważ DSNU pokazuje jedynie zmiany niezależne od czasu, nie są one uwzględniane. Przeglądanie sekwencji obrazów odchyleń pozwoli na sprawdzenie obecności zależnego od czasu, strukturalnego szumu wzorcowego.
Jak jednak zauważono, zmiany DSNU i przesunięcia tła nie będą miały istotnego znaczenia w przypadku zastosowań o średnim i dużym natężeniu światła, gdzie na piksel przypada tysiące fotonów, gdyż sygnały te będą znacznie silniejsze od zmian.
