[ Temný prúd ] – Je nízky temný prúd dôležitý pre moje zobrazovanie? |

Temný prúdje zdroj šumu kamery, ktorý závisí od teploty a času expozície a meria sa v elektrónoch na pixel za sekundu času expozície. Pre aplikácie používajúce časy expozície kratšie ako jedna sekunda s tmavým prúdom menším ako 1e-/p/s sa pri výpočtoch pomeru signálu k šumu zvyčajne ignoruje.

Napríklad pri hodnote tmavého prúdu 0,001 e/p/s vedú expozičné časy 1 ms alebo 60 sekúnd k zanedbateľnému príspevku šumu, pričom hodnota šumu je daná hodnotou tmavého prúdu vynásobenou expozičným časom, všetko pod druhou odmocninou. Iný fotoaparát s 2e-/p/s pri expozícii 60 s by však prispel ďalším šumom tmavého prúdu o √120 = 11e-, čo môže byť oveľa významnejšie ako šum pri čítaní pri nízkych úrovniach osvetlenia. Napriek tomu by pri expozícii 1 ms bola aj táto vyššia úroveň tmavého prúdu zanedbateľná.

Obrázok 1: Obrázok 1(a) pochádza z chladenej CMOS kamery TucsenFL 20BWže tmavý prúd je len 0,001e/pixel/s. Obrázok 1(b) ukazuje, že obrázok 1(a) máa vynikajúce pozadie, ktoréatakmer imúnny voči šumu tmavého prúdu, hoci expozičný čas je až 10 sekúnd.

Šum tmavého prúdu je spôsobený tepelným pohybom elektrónov vo vnútri snímača kamery. Všetky atómy zažívajú tepelný vibračný pohyb a občas môže elektrón „vyskočiť“ zo substrátu snímača kamery do jamky pixelu, kde sú uložené detekované fotoelektróny. Nie je možné rozlíšiť medzi týmito „tepelnými“ elektrónmi a elektrónmi, ktoré vznikli úspešnou detekciou fotónu. Počas expozície obrazu sa tieto tepelné elektróny môžu hromadiť a prispievať k signálu tmavého prúdu v pozadí. Presný počet elektrónov je však náhodný, čo vedie k prispievaniu šumu tmavého prúdu. Na konci expozície sa všetky náboje zmerali a boli vyčistené z pixelu, pripraveného na ďalšiu expozíciu.

Šum tmavého prúdu závisí od teploty, ale tiež veľmi závisí od dizajnu a architektúry snímača kamery a elektroniky kamery, takže sa môže pri rôznych teplotách snímača značne líšiť.

Je nízky tmavý prúd dôležitý pre moje zobrazovanie?Či daná hodnota tmavého prúdu významne prispeje k pomeru signálu k šumu a kvalite obrazu, závisí výlučne od vášho zobrazovacieho scenára.

Pri snímaní pri vysokom osvetlení s tisíckami fotónov na pixel po expozícii fotoaparátom je veľmi nepravdepodobné, že by tmavý prúd mal významný vplyv na kvalitu obrazu, pokiaľ sa nedosiahne čas expozície.msú veľmi dlhé (desiatky sekúnd až minúty), napríklad v astronomických aplikáciách.