22/04/2022DSNU, sensöre hiçbir ışık (veya foton) düşmediğinde kamera görüntüsünün arka plan sinyalindeki değişimi ifade eder. Tamamen karanlıkta görüntü yakalanırken piksel kaymalarının sensör boyunca ne kadar değiştiğini gösterir.
DSNU, özellikle düşük ışıklı ortamlarda görüntülemede, kameranın ışık yokluğunda karanlık veya sapmalı bir görüntü ürettiği durumlarda önem kazanır. Bu gibi durumlarda, piksellerin ofset değeri değişebilir ve DSNU, özellikle kameranın okuma gürültüsüne (tipik olarak 1-3e-) eşit veya ondan büyük olduğunda önem kazanır.
1. Görüntülemede DSNU Neden Önemlidir?
1) Düşük Işıkta Görüntüleme:
Işık yokluğunda, bir kameranın sensörü sıfır olmayan, ancak tipik olarak bir ofset değeri (örneğin, 100 gri tonlama) olan bir sinyal üretir. Bu ofset, kameranın elektronik gürültüsünden etkilenir, ancak bir pikselden diğerine ofset değerlerinde farklılıklar olabilir. Piksel ofset değerlerindeki bu varyasyona Sabit Desen Gürültüsü denir ve bu, sensörün karanlık sinyalinin pikseller arasında tutarsızlığından kaynaklanır.
2) Sabit Desenli Gürültü:
DSNU, bu ofset değerlerindeki zamandan bağımsız varyasyonu ölçer. Sensörün karanlık sinyalinin farklı piksellerde ne kadar tutarlı olduğunu gösterir.
2. DSNU ve Görüntü Kalitesi
1) Standart DSNU Değerleri:
Çoğu düşük ışıklı görüntüleme kamerası için DSNU değerleri genellikle 0,5e- (elektron) altındadır; bu da orta veya yüksek ışık koşullarında DSNU'nun gürültüye katkısının ihmal edilebilir olduğu anlamına gelir.
2) Görüntü Kalitesi Üzerindeki Etki:
Yüksek foton sayısına sahip görüntülerde (örneğin, piksel başına yüzlerce veya binlerce foton), DSNU'nun etkisi minimum düzeydedir. Düşük ışıklı uygulamalarda ise DSNU, kameranın okuma gürültüsüne (tipik olarak 1-3e-) eşit veya ondan daha yüksek olduğunda önemli olmaya devam eder ve bu da görüntü kalitesini etkileyebilir.
3. DSNU'nun Sınırlamaları:
DSNU (Karanlık Sinyal Düzensizliği), sabit desenli gürültüyü ölçmek için kullanılan bir araçtır, ancak yapılandırılmış gürültü (Sabit Desenli Gürültü) ve zamana bağlı karanlık gürültü (Zamansal Karanlık Gürültü) gibi tüm sabit desenli gürültü türlerini yakalayamaz.
1) Yapılandırılmış Desenler ve Sütun Gürültüsü:
Yapılandırılmış Desen Gürültüsü, özellikle Sütun Gürültüsü, belirli piksellerin veya piksel gruplarının karanlık sinyallerinde sistematik farklılıklar (kaymalar) sergilediği durumlarda ortaya çıkan, genellikle belirli sütunlar veya satırlar boyunca hizalanmış sabit desenli bir gürültü türüdür. Bu gürültü, rastgele dalgalanmalar yerine yapılandırılmış bir desende görünür.
2) Zamana Bağlı Değişimler:
Zamana bağlı gürültü, sıcaklık dalgalanmaları, elektronik kararsızlık veya sensör yaşlanması gibi faktörlerden kaynaklanan, sensörün karanlık sinyalindeki zaman içindeki değişimleri ifade eder. Bu değişimler, piksellerin ofset değerlerinin bir pozlamadan diğerine dalgalanmasına neden olur. DSNU, zamandan bağımsız gürültüyü ölçer; yani, ofset değerlerindeki bu zaman içindeki değişimleri hesaba katmaz. Zamana bağlı değişimleri gözlemlemek için, bu dalgalanmaları tespit etmek amacıyla zaman içinde yakalanan bir dizi bias görüntüsüne (ışık olmadan çekilen görüntüler) ihtiyaç duyulur.
4. Pratik Uygulamalarda DSNU
Yüksek ışıklı görüntülemede DSNU ihmal edilebilir düzeydedir, çünkü foton sinyali herhangi bir karanlık sinyal varyasyonundan çok daha güçlüdür.
Tek molekül görüntüleme, kuantum görüntüleme ve astronomik gözlemler gibi uygulamalar için kameraların son derece zayıf ışık sinyallerini yakalaması gerekmektedir. Bu sinyaller tipik olarak 1-3 elektron (e-) seviyesinde veya daha da düşük seviyededir, bu nedenle herhangi bir ek gürültü (DSNU gibi) nihai görüntünün kalitesini etkileyebilir ve sinyal-gürültü oranını (SNR) düşürebilir. Bu nedenle modern yüksek hassasiyetli bilimsel kameralar DSNU düzeltme özelliğine sahiptir. DSNU değeri ne kadar düşükse, nicel doğruluk o kadar yüksek olur.
Modern endüstriyel denetim, özellikle yarı iletken endüstrisinde, kusur sinyallerine ilişkin nicel gereksinimlerin bilimsel düşük ışıklı görüntüleme uygulamalarındakiyle karşılaştırılabilir olduğu durumlarda, giderek artan bir hassasiyet gerektirmektedir. Bu bağlamda DSNU (Karanlık Sinyal Düzensizliği) de aynı derecede önemlidir. Makale "Yarıiletken Denetiminde DSNU/PRNU Düzeltmesinin Önemi"Çok detaylı bir açıklama sunuyor."
