了解與改善信噪比#
理想的相機感光元件能將已知數量的光轉換成完全可預測的輸出電壓。
不幸的是,這樣的感光元件並不存在。由於溫度條件、電子干擾等因素,感光元件無法做到 100% 精確地轉換光線。有時候,輸出電壓會比預期的大一點,有時候則會小一點。您所期望的理想信號與實際看到的真實世界信號之間的差異,通常被稱為噪聲。
信號與噪聲之間的關係稱為信噪比 (SNR)。
SNR 通常以因數表示,例如 20 比 1、30 比 1 等。信噪比也經常以分貝 (dB) 表示。以 dB 計算信噪比的公式為:
SNR = 20 x log (信號 / 噪聲)。
一旦噪聲成為信號的一部分,就無法再進行過濾或減少。因此,最好採取措施來減少噪聲的產生,例如:
- 在相機中使用高品質的感光元件與電子元件
- 在設計相機時採用良好的電子架構
- 降低相機中感光元件與其他類比元件的溫度
- 採取措施防止嘈雜的環境條件影響信號(例如使用遮蔽電纜)
一個常見的錯誤是提高 Gain 設定來改善 SNR。由於提高 Gain 會同時增加信號與噪聲,因此當提高 Gain 時,SNR 不會有顯著的變化。Gain 並不是增加信號中所含資訊量的有效工具。Gain 只會改變現有影像的對比度。