22/05/13Όταν μια κάμερα μετρά την ποσότητα φωτός που έχει καταγράψει σε κάθε pixel μιας λήψης, υπάρχει πάντα κάποιο βαθμό σφάλματος. Αυτή η ανακρίβεια ονομάζεται Θόρυβος Ανάγνωσης ή Θόρυβος Ανάγνωσης.
Καθώς σήματα που περιλαμβάνουν διαφορετικό αριθμό φωτονίων συλλαμβάνονται και μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα που μετρώνται σε ηλεκτρόνια, ο θόρυβος ανάγνωσης προσδιορίζεται σε αριθμούς ηλεκτρονίων (e-). Λόγω της ακρίβειας των ηλεκτρονικών στις σύγχρονες επιστημονικές κάμερες, αυτός ο θόρυβος ανάγνωσης είναι συνήθως πολύ μικρός, της τάξης του 1 έως 3e- για κάμερες απεικόνισης χαμηλού φωτισμού.
Για εφαρμογές με υψηλά επίπεδα φωτισμού, όπως όπου χιλιάδες φωτόνια συλλαμβάνονται από κάθε pixel, αυτή η γραμμή σφάλματος είναι ελάχιστη σε σύγκριση με το σήμα, επομένως ο θόρυβος ανάγνωσης μικρότερος από 5e- μπορεί αποτελεσματικά να αγνοηθεί. Για παράδειγμα, σε σύγκριση με ένα σήμα 2.000 φωτοηλεκτρονίων, ο θόρυβος ανάγνωσης ακόμη και 10e- θα έκανε μια διαφορά μικρότερη από 3% στην αναλογία σήματος προς θόρυβο και πιθανότατα θα ήταν ανεπαίσθητος. Ωστόσο, για χαμηλά επίπεδα φωτισμού όπου ο αριθμός των φωτονίων μπορεί να είναι σε δεκάδες φωτονίων, ο χαμηλός θόρυβος ανάγνωσης μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην αναλογία σήματος προς θόρυβο και στην ποιότητα της εικόνας.
Λόγω της παράλληλης αρχιτεκτονικής τους, όλες οι κάμερες CMOS παρουσιάζουν μια κατανομή τιμών θορύβου ανάγνωσης από pixel σε pixel. Επομένως, μερικές φορές δύο τιμές για τον θόρυβο ανάγνωσης στο e- αναφέρονται στα φύλλα προδιαγραφών. Η μέση τιμή καθορίζεται έτσι ώστε το 50% των pixel να έχουν τιμή θορύβου ανάγνωσης ίση ή μικρότερη από αυτήν την τιμή και παρέχει μια εικόνα για την τυπική τιμή θορύβου ανάγνωσης για την κάμερα. Η τιμή Root-Mean-Square (RMS) καθορίζει τη μέση τετραγωνική ρίζα ολόκληρης της κατανομής θορύβου ανάγνωσης, παρέχοντας μια εικόνα για την έκταση των pixel υψηλού θορύβου ανάγνωσης που δεν περιλαμβάνονται στη μέτρηση της μέσης τιμής.
Ορισμένες εξειδικευμένες κάμερες απεικόνισης χαμηλού φωτισμού διαθέτουν μια λειτουργία χαμηλού θορύβου που ονομάζεται λειτουργία Συσχετισμένης Πολλαπλής Δειγματοληψίας ή CMS. Σε αυτήν τη λειτουργία, κάποια μείωση στον ρυθμό καρέ ανταλλάσσεται με ακριβέστερη μέτρηση σήματος, με αποτέλεσμα τιμές θορύβου ανάγνωσης μόνο περίπου 1,1e- (Διάμεσος) / 1,2e- (RMS).
