[ Темновий струм ] – Чи важливий низький темновий струм для моєї візуалізації? |

Темна течія– це джерело шуму камери, яке залежить від температури та часу експозиції та вимірюється в електронах на піксель за секунду часу експозиції. Для застосувань, що використовують час експозиції менше однієї секунди, з темновим струмом менше 1e-/p/s, його зазвичай можна ігнорувати в розрахунках співвідношення сигнал/шум.

Наприклад, при значенні темнового струму 0,001 e/p/s, час експозиції 1 мс або 60 секунд призводить до незначного внеску шуму, де значення шуму визначається значенням темнового струму, помноженим на час експозиції, все менше квадратного кореня. Однак інша камера з 2e-/p/s при експозиції 60s внесла б додатковий внесок √120 = 11e- шуму темнового струму, який може бути набагато значнішим, ніж шум зчитування при низьких рівнях освітлення. Тим не менш, при експозиції 1 мс навіть цей вищий рівень темнового струму буде незначним.

Рисунок 1: Зображення на рисунку 1(a) взято з охолоджуваної CMOS-камери TucsenFL 20BWщо темновий струм становить лише 0,001 е/піксель/с. На рисунку 1(b) показано, що рисунок 1(a) маєa чудовий фон, якийaмайже стійкий до шуму темнового струму, хоча час експозиції становить до 10 секунд.

Шум темнового струму спричинений тепловим рухом електронів усередині сенсора камери. Усі атоми зазнають теплового коливального руху, і іноді електрон може «вистрибнути» з підкладки сенсора камери в лунку пікселя, де зберігаються виявлені фотоелектрони. Неможливо відрізнити ці «теплові» електрони від електронів, що виникли внаслідок успішного виявлення фотона. Під час експозиції зображення ці теплові електрони можуть накопичуватися, сприяючи утворенню фонового сигналу темнового струму. Однак точна кількість електронів є випадковою, що призводить до внеску шуму темнового струму. В кінці експозиції всі заряди, що вимірюються, очищаються від пікселя, готового до наступної експозиції.

Шум темнового струму залежить від температури, але він також сильно залежить від конструкції та архітектури сенсора камери та електроніки камери, тому може значно відрізнятися від камери до камери за однакової температури сенсора.

Чи важливий низький темновий струм для моєї візуалізації?Чи буде задане значення темнового струму суттєво впливати на співвідношення сигнал/шум ваших зображень та їх якість, повністю залежить від вашого сценарію обробки зображень.

Для сценаріїв зображення з високою освітленістю та тисячами фотонів на піксель після експозиції камери темновий струм навряд чи матиме значний вплив на якість зображення, якщо тільки експозиція не буде змінена.mдуже тривалі (від десятків секунд до хвилин), як, наприклад, в астрономічних застосуваннях.