Сигнал-шум матрицы

Физика шума матрицы фотоаппарата

Если смотреть на элементы матрицы фотоаппарата (пиксели) со стороны физики, то можно сказать что ни одна величина, характеризующая пиксели, не является постоянной. Так же и параметры, характеризующие всю матрицу, изменяются во времени и от пикселя к пикселю по всей площади матрицы. Производитель может гарантировать только изменение этих параметров в заданных пределах относительно среднего значения.

Происходит это из-за того, что любое физическое тело совершает постоянно колебания, поэтому и свойства этого тела меняются в каких-то пределах. Вот так меняются и параметры фотодиодов, вернее составляющих их микроэлементов. Но это из области электроники и там можно составить целый список того, что влияет на шум из электрических явлений. А нам просто нужно знать, что любой фотоэлемент имеет на выходе определенный уровень шума.

То же происходит и со светочувствительностью матрицы. Эта величина не может иметь постоянного значения, а непрерывно меняется в зависимости от обстоятельств. То есть фотодатчик даже в отсутствии света (так называемый «уровень черного») покажет некоторое значение на выходе. И это значение у каждого пикселя будет свое. Это и есть шум. Для того, что бы получилась качественная картинка, сигнал должен превышать уровень шума на определенную величину. И вот такая величина и называется отношение сигнал-шум. И если фильтры настроены на этот уровень отношения сигнал-шум, то фотография получится чистой (шумы не пройдут через фильтр). При увеличении чувствительности матрицы, например, при съемке в темное время, фильтр будет уменьшать свое действие, что бы зафиксировать слабый сигнал. Но при этом и шумы с матрицы зафиксируются на фотоснимке. Что бы не увеличивать чувствительность нужно настраивать выдержку. Об этом написано на этой странице.

Причины возникновения шума в матрице

Физический размер матрицы влияет на уровень шума из-за размеров пикселей и расстояния между ними. Чем больше пиксель, тем больше света он соберет и тем меньше влияние шума фотодатчика, из которого и состоит пиксель. При меньших размерах пикселя уровень сигнала будет меньше, ведь собирается меньше света, и приходится этот слабый сигнал усиливать. А при усилении сигнала усиливается и шум.

А большее межпиксельное расстояние, при большей матрице, уменьшает токи утечки, которые переносят заряд из одного пикселя на другой. Эти токи утечки вредны для изображения, ведь искажается информация, зарегистрированная пикселем под воздействием света, и это приводит к появлению шумов на фото.

При повышении температуры матрицы, примерно, на 8 градусов шум увеличится в 2 раза. В фотоаппаратах, в которых изображение постоянно выводится на жк дисплей с матрицы, эта матрица постоянно работает и соответственно греется. А потому увеличиваются шумы. Такой режим работы матрицы у компактов, ведь в зеркальных фотокамерах матрица срабатывает только при нажатии на спуск. Получается, что в компактах и так отношение сигнал-шум меньше из-за физического размера матрицы так еще и от перегрева матрицы повышаются шумы.

Для уменьшения шумов нужно ставить минимальную чувствительность в настройках цифрового фотоаппарата. В пленочных фотоаппаратах для изменения чувствительности менялась пленка. Но минимальную чувствительность можно ставить, только если позволяет выдержка. А вот если нужно уменьшать выдержку, тогда нужно повышать и чувствительность, а это приведет к повышению уровня шума. И при каком-то значении чувствительности эти шумы уже станут заметны на фотографии. Поэтому нужно выбирать между шумами (меньшей чувствительностью) и меньшей выдержкой. Вот и нужно покупать фотоаппараты с большой по физическим размерам матрицей для уменьшения шума на фотографии, что позволит безболезненно для качества снимка уменьшать выдержку при съемках быстро движущихся объектов.

Оставить отзыв

(*) Поля для заполнения являются обязательными.

Интересные статьи

Принципы работы с пленочной фотокамерой

Принципы работы с пленочной фотокамерой

Современному фотографу, который не представляет своей жизни без цифровой камеры, трудно представить, что можно создавать совершенные фотографии, используя иной класс аппаратуры. Ка...

Советская фототехника 20-30 гг. ХХ века

Советская фототехника 20-30 гг. ХХ века

В 20-х годах необходимость создания отечественной фотоаппаратуры чувствовалось остро. Профессионалам и любителям приходилось пользоваться либо редкими импортными экземплярами, либо...

Развитие послевоенного советского фотоап…

Развитие послевоенного советского фотоаппаратостроения

Послевоенное время стало эрой малоформатных камер, хотя среднеформатные фотографии также не сдавали позиций среди многих советских любителей фотографии. Производство некоторых моде...

Nikon D7000

Nikon D7000

Стоимость модели Nikon D7000, в зависимости от кит-комплектации, в разных торговых сетях составляет 26 до 40 тысяч рублей. Камера цифрозеркальная, имеет отличные технические характ...

Фотоаппараты СССР

Развитие послевоенного советского фотоаппаратостроения

Развитие послевоенного советского фотоаппаратостроения

Послевоенное время стало эрой малоформатных камер, хотя среднеформатные фотографии также не сдавали позиций ср...

Советская фототехника 20-30 гг. ХХ века

Советская фототехника 20-30 гг. ХХ века

В 20-х годах необходимость создания отечественной фотоаппаратуры чувствовалось остро. Профессионалам и любител...

Следите за нами

lazareva1999

все спят, а настя выискивает инфу про фотоаппарат.

corvex32

А у меня кленовый фотоаппарат! Завидуйте!

У нас на форуме

Форум закрыт