[ DSNU ] – Čo je to neuniformita tmavého signálu (DSNU)?

Nejednotnosť tmavého signálu (DSNU) je mierou úrovne časovo nezávislej variácie v pozadí obrazu kamery. Poskytuje hrubý číselný údaj o kvalite obrazu pozadia, pokiaľ ide o vzory alebo štruktúry, ktoré môžu byť niekedy prítomné.

Pri snímaní pri slabom osvetlení sa kvalita pozadia kamery môže stať dôležitým faktorom. Keď na kameru nedopadajú žiadne fotóny, nasnímané snímky zvyčajne nezobrazujú hodnoty pixelov s 0 úrovňami sivej (ADU). Zvyčajne je prítomná hodnota „offsetu“, napríklad 100 úrovní sivej, ktorú kamera zobrazí, keď nie je prítomné svetlo, plus alebo mínus vplyv šumu na meranie. Bez starostlivej kalibrácie a korekcie však môže dôjsť k určitej odchýlke medzi pixelmi v tejto fixnej ​​hodnote ofsetu. Táto odchýlka sa nazýva „šum fixného vzoru“. DNSU predstavuje rozsah tohto fixného šumu vzoru. Predstavuje štandardnú odchýlku hodnôt ofsetu pixelov meranú v elektrónoch.

Pre mnohé kamery snímajúce pri slabom osvetlení je DSNU typicky pod 0,5e-. To znamená, že pre aplikácie so stredným alebo silným osvetlením so stovkami alebo tisíckami fotónov zachytených na pixel je tento príspevok šumu absolútne zanedbateľný. V skutočnosti aj pre aplikácie so slabým osvetlením, za predpokladu, že DSNU je nižšie ako čítací šum kamery (zvyčajne 1-3e-), je nepravdepodobné, že by tento fixný šum vzoru hral úlohu v kvalite obrazu.

DSNU však nie je dokonalou reprezentáciou šumu s fixným vzorom, pretože nezachytáva dva dôležité faktory. Po prvé, CMOS kamery môžu v tejto variácii ofsetu vykazovať štruktúrované vzory, často vo forme stĺpcov pixelov, ktoré sa od seba líšia hodnotou ofsetu. Tento „šum stĺpca s fixným vzorom“ je pre naše oko oveľa viditeľnejší ako neštruktúrovaný šum, ale tento rozdiel nie je reprezentovaný hodnotou DSNU. Tieto stĺpcové artefakty sa môžu objaviť na pozadí snímok s veľmi slabým osvetlením, napríklad keď je detekovaný signál s maximom menší ako 100 fotoelektrónov. Zobrazenie „skresleného“ obrazu, obrazu, ktorý kamera vytvára bez svetla, vám umožní skontrolovať prítomnosť štruktúrovaného šumu vzoru.

Po druhé, v niektorých prípadoch môžu byť štruktúrované variácie v posunutí časovo závislé a meniť sa od jedného snímku k druhému. Keďže DSNU zobrazuje iba časovo nezávislú variáciu, tieto nie sú zahrnuté. Zobrazenie sekvencie obrazov skreslenia vám umožní skontrolovať prítomnosť časovo závislého štruktúrovaného šumu vzoru.

Ako však bolo uvedené, variácie DSNU a posunu pozadia nebudú dôležitým faktorom pre aplikácie so stredným až vysokým osvetlením s tisíckami fotónov na pixel, pretože tieto signály budú oveľa silnejšie ako variácie.