其实我这个分析只是抛砖引玉, 否定一下某些 “常识”
为了避免太多的没有理论依据的争论我在这里总结一下:
ADC位数不够会引入“量化噪声"
而量化噪声也是包括在我们测量的”读出噪声“之内的
读出噪声=像素噪声+电路噪声+ADC量化噪声
所以我们唯一需要关注的 就是”读出噪声"
ADC量化噪声是固定死的: 1/sqrt(12) = 0.28ADU rms
拿10e读出噪声 16bitADC,满井65536e, egain=1e/ADU的CCD来说
量化噪声只有0.28e, 其他噪声为9.72e
如果降到14bit,4e/ADU,量化噪声变成0.28×4=1.12e,读出噪声=9.72+1.12=10.84e
如果降到12bit,16e/ADU, 量化噪声变成0.28×16=4.48e, 读出噪声=9.72+4.48=14.2e
可见对这个sensor来说如果把ADC位数必须至少14位以上
拿10e读出噪声 16bitADC,满井32768e, egain=0.5e/ADU的CCD来说
量化噪声只有0.14e, 其他噪声为9.86e
如果降到14bit,2e/ADU,量化噪声变成0.14×2=0.28e,读出噪声=9.86+0.28=10.14e
如果降到12bit,8e/ADU, 量化噪声变成0.14×8=1.12e, 读出噪声=9.86+1.12=10.98e
可见对这个sensor来说,即使把ADC降到12bit,读出噪声也就增加了不到1个e
所以结论是更多bit数肯定是对减少CCD的读出噪声有用,满井越大,读出噪声越小,影响越大
如果满井小,读出噪声本身就大,更多bit数只是一种浪费
用专业属于来解释就是:动态范围越大,需要越多的位数来描述
如果抛开ADC位数不谈:动态范围才是一个sensor的关键参数
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