El ruido de la corriente de oscuridad y el ruido del registro de salida son las dos fuentes principales del ruido en cámaras fotográficas basadas en CCD. Aunque se han llevado grandes mejoras durante los últimos años en la reducción del ruido de la corriente de oscuridad del CCD a la temperatura ambiente, refrescar el dispositivo reduce el ruido diez veces por la disminución de 20° C.
La demo se inicializa visualizando una señal cuadrada de la onda que represente la salida ideal de un circuito del CCD. Para visionar el efecto de las fuentes de varios ruidos en la señal de salida, haga una nueva selección del menú pull-down de la fuente. Las fuentes de ruido varían en cámaras fotográficas digitales. El ruido del fotón, la corriente de oscuridad, el ruido fijo del modelo, y la respuesta no uniforme a la luz se generan en el CCD en sí mismo, mientras que el ruido de reset, el ruido de I/f, y el ruido de cuantificación ocurren durante la amplificación y la conversión de la señal analogica a una salida digital. El ruido del registro de salida se genera en el amplificador del chip del CCD que convierte la carga almacenada de cada fotodiodo (es decir, pixel) en un voltaje analogico que se cuantificará por la conversión A/D. El ruido del registro de lectura se puede ver como un " peaje " que debe ser pagado para leer la carga almacenada. La talla si este peaje ha disminuido constantemente en pocos años a 5-10 electrons/pixel debido a mejoras en diseño del CCD, y métodos de muestreo. El ruido del registro de lectura aumenta en proporción a la velocidad del registro. El coste de ir más rápidamente es más ruido y por lo tanto, más incertidumbre en la determinación del voltaje y el número más bajo de dígitos binarios de la resolución. Esta es la razón por la cual las cámras slow-scan generalmente exhiben un ruido más bajo del registro de lectura que detectores más rápidos que tengan un número más alto de dígitos binarios útiles. El rango de las cámaras digitales de estos ultimós con profundidad de 8-12 bits en 30 frames por segundo de salida a la profundidad 16-bit en 1-2 marcos por segundo.
Una solución al problema del ruido del registro de lectura es el uso de los amplificadores múltiples de la salida (taps) en un CCD grande. En vez de leer la carga almacenada del CCD entero a través de un amplificador de salida, el sensor se divide en cuatro u ocho secciones cada una de las cuales posea su propio amplificador. La imagen se lee fuera en partes y después se junta con software en razones de varios frames por segundo. La velocidad requerida y el ruido asociado de cada amplificador se reducen por consiguiente.
|