Brus i sensorn
Bruset i sensorn har olika ursprung:
1. fotoniskt brus. De detekterade fotonerna har en viss slumpmässighet som är en grundläggande naturlig egenskap hos ljuset. Detta brus är roten ur antalet detekterade fotoner. Antag att du vid en exponering detekterar 100 fotoner i en pixel. Brusnivån är då rot(100)=10, dvs vid nästa exponering kan du få 95 fotoner, eller 103, eller 93, helt slumpmässigt. Detta går aldrig att komma ifrån. Detta innebär att om man fotograferar en helt slät yta så kommer det alltid vara en viss slumpmässig variation i signalen mellan de enskilda pixlarna. Det fotoniska bruset minskar relativt sett ju fler fotoner man detekterar. För 100 fotoner är bruset som vi sett 10%, medan det för 1000 fotoner är ca 3%. Fotoniskt brus går inte att korrigera för med brusreduceringsfunktioner i kameran, det enda sättet att minska det är att ta många exponeringar och ta medelvärdet av dessa (vilket förutsätter att motivet är statiskt). Stora pixlar minskar detta brus pss att de rymmer fler laddningar (= kan detektera fler fotoner).
2. termiskt brus i sensorn, även kallat mörkerbrus eller mörkerström. Detta uppstår eftersom det kvantmekaniskt finns en viss sannolikhet att en elektron ska hoppa över bandgapet i halvledaren även när det inte faller något ljus på sensorn. Så länge sensorn är varmare än absoluta nollpunkten kommer sådant brus att uppstå, dvs det lagras en del laddningar i pixlarna som inte har sitt ursprung i detekterade fotoner. Termiskt brus ökar med temperaturen och är anledningen till att man vid vetenskaplig använding av CCDer nästan alltid kyler sensorn. Termiskt brus är helt slumpmässigt och kan inte heller korrigeras bort. Termiskt brus märks framför allt i mörka partier men det drunknar i ljusa exponeringar.
3. Elektroniskt brus vid utläsning och förstärkning av signalen. Detta har olika egenskaper beroende på exakt hur elektroniken är konstruerad.
(4. pixlarna har olika känslighet. Detta är inte brus i egentlig mening utan en systematisk variation hos pixlarna som är likadan vid varje exponering. Detta kan korrigeras för genom att man exponerar en jämn yta eller mörker.)
Johannes
