22/04/22La no uniformidad de la señal oscura (DSNU) mide el nivel de variación temporal en el fondo de la imagen de una cámara. Proporciona una indicación numérica aproximada de la calidad de dicha imagen de fondo, en relación con los patrones o estructuras que a veces pueden estar presentes.
En imágenes con poca luz, la calidad del fondo de la cámara puede ser un factor importante. Cuando no hay fotones incidiendo en la cámara, las imágenes adquiridas no suelen mostrar valores de píxel de 0 niveles de gris (ADU). Normalmente, se presenta un valor de "desplazamiento", como 100 niveles de gris, que la cámara mostrará en ausencia de luz, más o menos la influencia del ruido en la medición. Sin embargo, sin una calibración y corrección cuidadosas, este valor de desplazamiento fijo puede variar entre píxeles. Esta variación se denomina "ruido de patrón fijo". El DNSU representa la magnitud de este ruido de patrón fijo. Representa la desviación estándar de los valores de desplazamiento de píxeles, medidos en electrones.
En muchas cámaras de imágenes con poca luz, el DSNU suele ser inferior a 0,5 e-. Esto significa que, para aplicaciones con luz media o alta, con cientos o miles de fotones capturados por píxel, esta contribución al ruido es absolutamente insignificante. De hecho, también en aplicaciones con poca luz, siempre que el DSNU sea inferior al ruido de lectura de la cámara (normalmente entre 1 y 3 e-), es poco probable que este ruido de patrón fijo influya en la calidad de la imagen.
Sin embargo, el DSNU no es una representación perfecta del ruido de patrón fijo, ya que no captura dos factores importantes. En primer lugar, las cámaras CMOS pueden exhibir patrones estructurados en esta variación de desplazamiento, a menudo en forma de columnas de píxeles con valores de desplazamiento diferentes. Este ruido de «ruido de columna de patrón fijo» es mucho más visible que el ruido no estructurado, pero esta diferencia no se refleja en el valor del DSNU. Estos artefactos de columna pueden aparecer en el fondo de imágenes con muy poca luz, como cuando la señal pico detectada es inferior a 100 fotoelectrones. Al observar una imagen «sesgada», la imagen que la cámara produce sin luz, se puede comprobar la presencia de ruido de patrón estructurado.
En segundo lugar, en algunos casos, las variaciones estructuradas en el desplazamiento pueden ser dependientes del tiempo, variando de un fotograma a otro. Dado que DSNU solo muestra la variación independiente del tiempo, estas no se incluyen. Visualizar una secuencia de imágenes de sesgo permitirá comprobar la presencia de ruido de patrón estructurado dependiente del tiempo.
Sin embargo, como se señaló, las variaciones de DSNU y de desplazamiento de fondo no serán un factor importante para aplicaciones de luz media a alta con miles de fotones por píxel, ya que estas señales serán mucho más fuertes que las variaciones.
