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在降低 sensor 的噪声部分,分析噪声源是第一步。这里将噪声来源分为两部分,第一部分来自于模拟 gain 之前的噪声产生,另外一部分来自于 ADC 在做模数转换时候产生的量化噪声。前者会·被模拟 gain 放大,而后者并不会。量化噪声会随着采样的数字信号精度的提升有一定的降低。夜景拍摄过程中往往处于长曝光时长和高倍 gain 的 时候,因此在评价噪声对于夜景的影响要考虑到实际的曝光和 gain 的影响。在夜景拍照中来自 Pixel 的噪声往往会被 gain 和曝光时间放大。
Gain 之前的的 pixel 部分的部分噪声源可以参考下表,本文就不在这里详细描述了,等有时间 让我们的 sensor 专家们来详细描述。这部分的噪声的控制不仅需要在设计过程中改进,半导体 的制造加工技术也十分重要。
Gain 之后主要是量化噪声,这部分来自 ADC 中。量化部分实际上是对于原有的模拟信号是有 损失的。量化产生这部分的噪声不会被模拟 gain 的影响。因此针对夜景的部分也有专门设计一个更高效的模拟 gain,进一步减少量化噪声对于成像的影响。使得最终成像在达到相同亮度的 时候的噪声尽量减少。下面是一个 sensor 两个不同效果模拟 gain 之间的对比。