[ PRNU ] – Czym jest nierównomierność fotoreakcji (PRNU)?

Nierównomierność reakcji na światło (PRNU) to wskaźnik obrazujący równomierność reakcji aparatu na światło, co jest istotne w niektórych zastosowaniach wymagających dużego oświetlenia.

Po wykryciu światła przez kamerę, mierzona jest liczba fotoelektronów przechwyconych przez każdy piksel podczas ekspozycji, która jest przesyłana do komputera jako cyfrowa wartość skali szarości (ADU). Konwersja elektronów na ADU odbywa się według określonego stosunku ADU na elektron, zwanego wzmocnieniem konwersji, powiększonego o stałą wartość przesunięcia (zwykle 100 ADU). Wartości te są określane przez przetwornik analogowo-cyfrowy i wzmacniacz używany do konwersji. Kamery CMOS uzyskują swoją niesamowitą szybkość i niski poziom szumów dzięki równoległej pracy, z jednym lub większą liczbą przetworników analogowo-cyfrowych na kolumnę kamery i jednym wzmacniaczem na piksel. Wprowadza to jednak możliwość niewielkich zmian wzmocnienia i przesunięcia między pikselami.

Zmiany w tej wartości przesunięcia mogą prowadzić do powstania stałego szumu wzorcowego przy słabym oświetleniu, reprezentowanego przezDSNUPRNU reprezentuje wszelkie zmiany wzmocnienia, czyli stosunek liczby wykrytych elektronów do wyświetlanej wartości ADU. Reprezentuje odchylenie standardowe wartości wzmocnienia pikseli. Biorąc pod uwagę, że wynikowa różnica w wartościach intensywności będzie zależeć od rozmiaru sygnałów, jest ona wyrażana w procentach.

Typowe wartości PRNU wynoszą <1%. W przypadku obrazowania przy słabym i średnim oświetleniu, z sygnałami o długości fali 1000 μm lub mniejszymi, ta różnica będzie nieistotna w porównaniu z szumem odczytu i innymi źródłami szumu.

Również w przypadku obrazowania przy wysokim poziomie oświetlenia, zmienność ta prawdopodobnie nie będzie znacząca w porównaniu z innymi źródłami szumu w obrazie, takimi jak szum śrutowy fotonów. Jednak w zastosowaniach obrazowania przy wysokim poziomie oświetlenia, wymagających bardzo wysokiej precyzji pomiaru, zwłaszcza w przypadku uśredniania lub sumowania klatek, niski poziom PRNU może być korzystny.