[ Temný proud ] – Je nízký temný proud důležitý pro mé zobrazování? |

Temný proudje zdroj šumu kamery, který je závislý na teplotě a době expozice, měřený v elektronech na pixel za sekundu doby expozice. U aplikací používajících expoziční časy kratší než jedna sekunda s tmavým proudem menším než 1e-/p/s jej lze při výpočtech poměru signálu k šumu obvykle ignorovat.

Například při hodnotě tmavého proudu 0,001 e/p/s vedou expoziční časy 1 ms nebo 60 sekund k zanedbatelnému příspěvku šumu, kde hodnota šumu je dána hodnotou tmavého proudu vynásobenou expozičním časem, to vše pod druhou odmocninou. Jiný fotoaparát s 2e-/p/s při expozici 60 s by však přispěl dalším šumem tmavého proudu o √120 = 11e-, což může být mnohem významnější než čtecí šum při nízkých úrovních osvětlení. Přesto při expozici 1 ms by i tato vyšší úroveň tmavého proudu byla zanedbatelná.

Obrázek 1: Obrázek 1(a) pochází z chlazené CMOS kamery TucsenFL 20BWže temný proud je pouhých 0,001e/pixel/s. Obrázek 1(b) ukazuje, že obrázek 1(a) máa vynikající zázemí, kteréatéměř imunní vůči šumu temného proudu, i když doba expozice je až 10 s.

Šum tmavého proudu je způsoben tepelným pohybem elektronů uvnitř senzoru kamery. Všechny atomy procházejí tepelným vibračním pohybem a občas může elektron „vyskočit“ ze substrátu senzoru kamery do jamky pixelu, kde jsou uloženy detekované fotoelektrony. Není možné rozlišit mezi těmito „tepelnými“ elektrony a elektrony, které vznikly úspěšnou detekcí fotonu. Během expozice obrazu se tyto tepelné elektrony mohou hromadit a přispívat k signálu tmavého proudu na pozadí. Přesný počet elektronů je však náhodný, což vede k příspěvku šumu tmavého proudu. Na konci expozice se všechny náboje změří a vyčistí pixel pro další expozici.

Šum tmavého proudu je závislý na teplotě, ale také velmi závislý na konstrukci a architektuře snímače kamery a elektronice kamery, takže se může u jednotlivých kamer při stejné teplotě snímače značně lišit.

Je nízký temný proud důležitý pro mé zobrazování?Zda daná hodnota temného proudu významně přispěje k poměru signálu k šumu a kvalitě obrazu, závisí výhradně na vašem zobrazovacím scénáři.

Pro scénáře snímání za silného osvětlení s tisíci fotonů na pixel po expozici kamerou je velmi nepravděpodobné, že by temný proud měl významný vliv na kvalitu obrazu, pokud nedojde k expozičnímu ti.mjsou velmi dlouhé (desítky sekund až minuty), například v astronomických aplikacích.