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Qu’est-ce que la soustraction de biais ?

La soustraction de biais est une technique de réduction des données utilisée pour supprimer le bruit dit fixe (i.e. biais) dans l’image. Ce type de bruit provient de l’unicité de chaque capteur ; même au sein du même modèle, aucune pièce matérielle n’est jamais exactement la même.

L’utilisation de la soustraction de biais sur des images brutes aboutit à une image soustraite de biais avec un rapport signal/bruit plus élevé et une signification scientifique accrue. Cette technique est utilisée pour calibrer pratiquement tous les types de caméras et de nombreux fabricants incluent la correction automatiquement dans leurs images. Bien que Nüvü Camēras donne accès aux images brutes pour s’adapter à ses utilisateurs hautement techniques, il est recommandé de toujours utiliser des images soustraites de biais.

mise en oeuvre

De nombreux facteurs influencent le bruit fixe dans une caméra, car chaque élément de cette dernière (puce du capteur, convertisseur analogique-numérique, etc…) contribue au biais. Ce bruit implique que même un pixel ne contenant aucune charge ne produira pas nécessairement 0 volt lors de la lecture ; des valeurs négatives peuvent même être possibles. Pour corriger ce phénomène, il est d’usage d’ajouter une valeur de base aux images ; communément appelée valeur de clamping.

Contrairement aux autres types de bruit, ce biais a un emplacement et une amplitude fixe et peut donc être retiré de l’image. Pour ce faire, les images sombres – des images à obturateur fermé sans signal – sont acquises à la fréquence d’images maximale en réglant le temps d’exposition à zéro. Un temps d’exposition minimal est utilisé pour éviter une contributions significatives du courant sombre (pour plus d’information sur les sources de bruit d’une CCD voir ici here). La médiane d’environ 100 de ces images est utilisée pour créer une image de référence de biais, ce qui réduit encore une fois la susceptibilité à des variations extrêmes causées par le bruit de lecture ou le courant sombre. La référence de biais est retirée de chaque image brute pour créer l’image soustraite de biais.

Lignes d'overscan

Étant donné que les EMCDD sont destinées à l’imagerie à très faible luminosité, les bruits fixes qui ne seraient généralement pas remarqués à un signal élevé seront apparents. Il est donc particulièrement important d’utiliser la soustraction de biais avec les images EMCCD.

Une chose à considérer avec cette correction est que le niveau de base des images brutes évolue dans le temps à mesure que les composants analogiques à l’intérieur des caméras réagissent aux changements environnementaux comme les changements de température ou même en fonction des différents paramètres d’acquisition. Les CCD et EMCCD peuvent mesurer de manière fiable l’évolution de la base à l’aide de ce que l’on appelle des lignes de surbalayage. Ces dernières sont des lectures supplémentaires effectuées après la dernière ligne d’une image et agissent effectivement comme des lignes sombres à exposition zéro ; celles-ci sont acquises même dans les images brutes.

Nüvü™ surveille l’évolution du niveau de base d’image à travers les lignes d’overscan. L’image est ensuite ajustée pour garder une base constante. Combiné avec l’électronique brevetée de Nüvü Camēras, qui permet un contrôle inégalée sur les acquisitions EMCCD, cela donne une acquisition extrêmement stable offrant des capacités uniques pour l’imagerie à très faible luminosité.

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