科研相機成像品質的關鍵Vol.5—影像校正
線性度
科研相機時作為測量光子的定量設備，對光的線性響應是必要的，代表數位信號輸出應該和信號輸入成正比，然而對相機感光元件設計來說是一個相當大的挑戰，也因此大多數低價數位相機的響應都是非線性。在科研成像中，線性度通常以百分比表示，如以下公式：
根據連續測量的恆定照明光源並增加曝光時間計算，直至相機電位井容量滿井，等式中的最大正負偏差指的是與理想直線響應的偏差量。
對於科研相機而言，99%或更高的線性度可將線性誤差降至最低，低於其他相機誤差源，如前述雜訊源，而線性度校正較差或沒有校正的相機，規格表中通常不會標明線性度，因此無法得知相機的定量響應。
「16bit高動態範圍」模式的CMOS相機經常出現3000~4000灰階左右水準的線性問題，16bit圖像是通過組合兩個12bit類比數位轉換器（ADCs）的輸出來獲取，除非經過精確設計，否則會導致交錯點附近灰階的跳變。
小結：僅在高品質低光成像科研相機下討論線性度，建議使用99%或以上的線性度，但難以實現
偽影
● 熱噪點
異常高暗電流的個別像素是科研成像另一個常見問題，雖然透過冷卻可以減少這些像素出現，但在長曝光時間下，仍容易出現熱噪點。
影像校正
● 去斑校正濾波
CMOS相機的感光元件設計可能會引入一個微小的額外噪音源，稱為隨機電報雜訊（Random Telegraph Noise），導致圖像中極少數像素的值，遠高於或低於真正檢測到的信號，由於這些單個像素會對圖像的最大值和最小值產生重大影響，因此會扭曲圖像縮放設定，並惡化視覺圖像品質。
去斑濾波能在不模糊邊緣的情況下去除噪點，檢測複雜區域並使其保持完整，同時平滑噪點明顯的區域以獲得更準確的成像。
為了處理動態虛假值，標準方法是對虛假像素套用中值濾波器，相機會主動搜索在 3x3 區域內數值比鄰近像素高出或低出很多的單個像素，如果差值大於工廠校準的閾值，則會用3x3 區域的中值替換該像素值，通常在100萬像素的相機中，只有幾百到幾千個像素需要使用此方法以獲得更準確的樣本。
大多數成像應用中，基於光學透鏡或顯微鏡的系統通常具有衍射限制，代表來自點光源的光子會散佈在多個像素上，因此將真正的高值像素誤認為是由虛假事件引起的可能性微乎其微，但例如單分子成像應用，成像物件通常是單點源，此可能性會增加，如使用廣角透鏡，光的收集不受衍射限制，對比度在短距離內可能發生較大的變化，對應這些應用建議關閉去斑濾波功能。
小結：去斑濾波對於保持CMOS相機圖像品質非常重要，但是對於單分子成像等專門點光源成像的應用，建議關閉
總結
綜合前幾期所有因素，我們總結了科研相機在實現高圖像品質和定量準確性方面需要注意的事項：
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