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噪音总结

发布时间:2017-10-18 10:15:00 点击:

分辨率测试卡有两种基本类型的噪音。

每次拍摄图像时随机变化的噪点。由分辨率测试卡、灰阶卡和24色卡使用两个相同的输入图像进行测量。

空间或固定图案。由传感器不均匀引起的噪音。传感器设计师已经做出了优化和大部分有效方法来最小化固定模式噪声。这些方法可以通过减小平均时间噪声信号,这涉及到求和Ñ图像,然后通过分割Ñ。Picture Window Pro使用复合图像或堆叠图像变换进行信号平均,如在“天文摄影术”中使用Picture Window Pro中所述。当单个图像被求和Ñ倍,由信号的像素级的增加Ñ。但是由于时间噪声是不相关的,因此将噪声功率(而不是电压或像素级别)相加。由于电压与功率的平方根成比例,噪声像素电平(与噪声电压成正比)增加了sqrt(N)。信噪比(S/N或SNR)提高N/sqrt(N)= sqrt(N)。当四个图像被平均时,S/N被改善了2倍。

影响噪音的几个因素

1、像素大小 简单来说,像素越大,光子越多,因此给定曝光的信噪比(SNR)越好。光子产生的电子数与传感器面积(以及量子效率)成比例。分辨率测试卡噪声功率也与传感器面积成比例,但是噪声电压与功率的平方根和面积成比例。如果您将像素的线性尺寸加倍,则将SNR加倍。像素的电子能量也与其面积成比例。这直接影响动态范围。

2、传感器技术和制造。最大的技术问题是CMOS与CCD。直到2000年,CMOS被认为具有更差的噪声,但是已经提高到两种技术是可比的,不同之处仅在于细节。CMOS更便宜,因为它很容易为传感器芯片添加功能。技术还涉及传感器设计和制造的其他方面,所有这些都将随时间逐渐改善。

3、ISO感光度。数码相机通过放大像素处的信号(以及噪声)来控制ISO感光度。因此,ISO感光度越高噪音越差。要充分表征传感器,必须以几个ISO速度进行测试,包括最低和最高。

4、曝光时间。昏暗光线的长时间曝光往往比亮度较短的曝光较嘈杂,即互易性对于噪音无法正常工作。要完全表征传感器,应在长时间的曝光下(至少几秒钟)进行测试。

5、数字处理。传感器通常具有12位模数(A到D)转换器,因此数字化噪声在传感器级别通常不是问题。但是,当图像转换为8位(24位颜色)JPEG时,噪点稍微增加。如果需要广泛的图像处理(闪避和燃烧),则噪音增加可能会变差(“绑定”可能会出现)。因此,通常最好将其转换为16位(48位色)文件。但输出文件位深度在(未操作)文件的测量噪声方面几乎没有差异。

6、原始转换。原始转换器经常应用降噪(低通滤波)和锐化(见下面的噪声频谱),无论你是否想要,即使关闭NR和锐化这个步骤也会执行。这使得难以测量传感器的固有特性。

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