**Viés de câmera** refere-se a **desvios determinísticos e repetíveis** nos dados de imagem causados pela cadeia de imagem (sensor, óptica, eletrônica, firmware) — não ruído aleatório. Diferente do ruído temporal (que média fora), o viés é fixed-pattern e deve ser calibrado para trabalho quantitativo.
Principais Categorias de Viés
1. Viés do Sensor (Fixed-Pattern Noise / FPN)
- Viés de Offset (Pedestal): Cada pixel tem valor de leitura não-zero na escuridão. Varia pixel-a-pixel (DSNU — Dark Signal Non-Uniformity).
- Não-Uniformidade de Corrente Escura: Elétrons térmicos acumulam em taxas diferentes por pixel (dependente de temperatura). Domina exposições longas.
- Não-Uniformidade de Foto-Resposta (PRNU): Variação de sensibilidade pixel-a-pixel (diferenças de ganho). Multiplicativo: sinal mais brilhante → desvio absoluto maior.
2. Viés Óptico (Lente + Stack de Filtros)
- Vignetting: Queda Cos⁴ + vignetting mecânico → escurecimento radial. Sistemático, corrigível via flat-field.
- Aberração Cromática: CA lateral (transversa) → franjas de cor nas bordas. CA axial (longitudinal) → mudança de foco por comprimento de onda.
- Distorção: Barril/almofada/bigode — viés geométrico. Corrigível via perfil de lente.
- Efeitos do Stack de Filtros: IR-cut, OLPF, deslocamento de microlente → variação de sensibilidade angular (mismatch de chief ray angle).
3. Viés de Processamento (ISP / Firmware)
- Drift de Black Level: Offset dependente de temperatura aplicado no ISP.
- Mapeamento de Tom Não-Linear: "Rolloff de highlights", "lift de shadows" baked no RAW (alguns vendors). Não contagens lineares de fótons.
- Interpolação de Bad Pixel: Pixels quentes/mortos substituídos silenciosamente — altera estatísticas.
- Redução de Ruído (Espacial/Temporal): Borra detalhes, correlaciona ruído — viés em métricas de textura.
- White Balance / Matriz de Cor: Suposições fixas de iluminante viés colorimetria.
4. Viés Geométrico / de Aquisição
- Rolling Shutter: Distorção temporal de objetos em movimento (skew, wobble, exposição parcial).
- Keystone / Perspectiva: Plano do sensor não perpendicular.
- Jitter de Timing: Variância de início/fim de exposição entre frames/linhas.
Por Que Importa
| Aplicação | Impacto de Viés Não Corrigido |
|---|
| Astrofotometria / Fotometria | Erros de magnitude, variabilidade falsa, SEDs corrompidos |
| Microscopia / Quantificação Fluorescência | Erros de concentração, colocalização falsa |
| Visão Computacional / Metrologia | Deriva de medição, detecção falsa de defeitos |
| Imagem Médica (Radiologia, OCT) | Erros diagnósticos, inconsistência longitudinal |
| Forense / Vigilância | Identificação errônea, evidência contestada |
| Fotografia Consumidor | Geralmente invisível; "look" vira assinatura da marca |
Fluxo de Calibração e Correção
- Bias Frames (Dark Frames, exposição 0s, tampada): Capture 50–100 → Mediana combine → Master Bias. Subtrai offset + estrutura de ruído de leitura.
- Dark Frames (Exposição/tempo/temp combinados): Master Dark = Mediana(darks) − Master Bias. Remove corrente escura + DSNU.
- Flat Frames (Iluminação uniforme, ~50% capacidade do poço): Master Flat = Mediana(flats) − Master Dark. Normaliza PRNU + vignetting + donuts de poeira.
- Light Frame Calibrado = (Raw − Master Dark) / Master Flat × Mediana(Flat).
- Geométrico: Perfil de lente (Adobe/OpenCV) ou calibração custom checkerboard (OpenCV, MATLAB, Metashape).
- Colorimétrico: ColorChecker / alvo Spectralon → perfil ICC / 3D LUT.
Para uso científico/industrial: **Calibre a cada sessão** (temp muda corrente escura). Para consumidor: RAW do vendor + perfil de lente no Lightroom/Capture One resolve 95%.
