Yatay ve Dikey Bantlama Gürültüsüne (HVBN) sensör okuması, aşağı akım amplifikasyonu ve ADC neden olur. HVBN'nin birden fazla kaynağı olabilir, bazıları nispeten sabit bir desene neden olurken, diğerleri rastgele desene neden olabilir. Harici sinyal paraziti genellikle daha yumuşak ve daha rasgele bir bantlama kaynağıdır. Tam olarak bu, sensörlerin gerçekten bağlı olduğu bantlamaya neden olur ve üreticiden başka hiç kimse belirli bir kamera için kesin nedenleri gösterecek yeterli bilgiye sahip değildir.
Öncelikle, HVBN'ye piksel sıralarının aktifleştirilme şekli ve bir satırın her bir sütununun okunması ve bu okuma işlemine katılan transistörlerin doğası neden olur. İlk olarak, fotolitografi ile üretilen transistörler kusurludur. Baz silikondaki kusurlar, şablondaki kusurlar ve dağlama vb. Transistörlerin tepkisini etkileyebilir. Bu nedenle, bir sensördeki her pikselin yanı sıra CDS (İlişkili Çift Örnekleme) gibi kalıp üzerinde görüntü işleme kovaları, geri kalan her şey gibi davranmayacak ve farklılıklar üretmeyecektir. Modern CMOS sensörlerde (Sony Exmor tipi sensörler hariç), kalıp üstü CDS devresi genellikle derin gölgelere düşük ISO ayarlarında (ISO 100 ila belki 800) bantlama gürültüsü sokmak için bir suçludur.
Bazı okuma tasarımları ayrıca piksel başına amplifikatörlere ek olarak kullanılan belirli durumlarda kullanılan ek bir aşağı akım amplifikatörü içerir. Sensör kalıbının içine giren bantlama gürültüsü, herhangi bir aşağı akım amplifikatörü tarafından daha da artacaktır. Bu tür amplifikatörler genellikle 6400 ve daha yüksek gibi gerçekten yüksek ISO'da devreye girer, bu nedenle ISO 1600'de nispeten "temiz" çıkış ve belki de 3200 daha yüksek ayarlarda daha da kötüleşir.
Başka bir bantlama kaynağı da ADC'dir. Burada potansiyel olarak iki suçlu var. Bölünmüş paralel okuma kullanan (dört okuma kanalının bir DIGIC 4 yongasına ve diğer dördünün serpiştirilmiş bir şekilde başka bir DIGIC 4 yongasına yönlendirildiği) 7D gibi bir kamera söz konusu olduğunda, oldukça belirgin ancak hatta dikey bir bantlama her biri dört ADC birimi barındıran DIGIC DSP görüntü işlemcilerinin farklı tepkileri sayesinde orta tonlarda bile meydana gelebilir. Hatta bantlar bir DIGIC'in ADC birimlerine gönderilirken ve tek bantlar diğer DICIC'in ADC birimlerine gönderilirken,% 100 özdeş işleme olasılığı düşüktür ve küçük farklar dikey bantlar olarak ortaya çıkar.
Nihai potansiyel kaynağı yüksek frekanslı bileşenlerdir. Yüksek frekans mantığının gürültülü olma eğilimi vardır. 7D'yi yine örnek olarak kullanarak, toplam sekiz ADC biriminin 8 fps deklanşör hızını destekleyecek kadar hızlı bir hızda işlemesi gereken 18 megapiksel bir sensördür. (Teknik olarak, 7D'de 18 milyondan fazla piksel var ... aslında 19.1 megapiksel sensör, Canon her zaman önyargı ofseti ve siyah nokta kalibrasyonu için bir piksel sınırını maskeliyor.) 8 fps'de saniyede toplam piksel işleme en az 152.800.000 olmalıdır ve sekiz ADC birimi bulunduğundan, her birimin saniyede 19.1 milyon piksel işlemesi gerekir. Bu daha yüksek bir frekans gerektirir, bu da (çeşitli mekanizmalarla buraya girmeyeceğim) ek gürültü getirebilir.
HVBN'nin azaltılmasının yolları vardır. Bazı sensör tasarımları, şeritleri yarıya bölme etkisine sahip olan, ancak aynı zamanda görüntünün gölgeleri içinde potansiyel olarak kurtarılabilir bazı ayrıntılara mal olan piksellerden negatif sinyal değerlerini (veya başka bir deyişle, bir sapma ofseti kullanmaz) klipsler. Bir sapma ofseti kullanan sensörler (önceden ayarlanmış bir seviyeye kadar negatif sinyal değerlerine izin verir), daha büyük bir tam kuyu kapasitesini desteklemek için daha az kırpma yapıldığından daha düşük ISO'da daha fazla HVBN'ye sahip olma eğilimindedir. Daha gelişmiş ADC tasarımı gürültüyü azaltabilir, hatta bazıları ADC'nin çıkardığı gürültüyü neredeyse ortadan kaldırmak için bir renk taklidi şekliyle birlikte gürültüden de yararlanabilir.
Bantlama gürültüsünün azaltılmasının bir başka yolu, analog sinyali daha önce dijital olarak, tercihen sensör kalıbının kendisinde hareket ettirmektir. Dijital veriler, aktarım sırasında hata düzeltilebilir; burada analog sinyaller gürültüyü alma eğilimindeyken, elektronik veri yollarında ve işlem birimlerinde daha fazla seyahat ederler. ADC ünitelerinin sayısındaki artış, her bir ünitenin çalışması gereken hızı azaltarak paralelliği geliştirir, böylece daha düşük frekanslı bileşenlerin kullanılmasına izin verir. Her transistör veya mantık ünitesi için tepki eğrisini normalleştirmek ve hatta daha temiz sonuçlar üretmelerini sağlamak için daha iyi üretim teknikleri (genellikle daha karmaşık donanım için odayı artıran daha küçük bir imalat sürecinin sağladığı) ve daha iyi silikon gofretler kullanılabilir. yüksek frekanslarda.
Nikon'un D800 ve D600 kameralarındaki tanınmış neredeyse gürültüsüz sensör olan Sony Exmor, en müdahaleci ve sinir bozucu gürültü formunu azaltmak için oldukça radikal bir yaklaşım benimsedi. Exmor, ADC dahil olmak üzere tüm görüntü işleme boru hattını sensör kalıbına taşır. ADC'ye hiperparalelleştirildi, piksel sütun başına bir tane ekledi (CP-ADC veya sütun paralel ADC). Dijital amplifikasyon ve dijital CDS lehine piksel başına analog amplifikasyonu ve analog CDS'yi ortadan kaldırdı. Sensör kalıbının uzak bir bölgesinde, her ADC ünitesinin kendileri tarafından yayılan gürültüyü neredeyse ortadan kaldıran yüksek frekanslı bileşenleri izole etti. Piksel okuma, bir analog şarjdan bir dijital birime anında dönüşüm sağlar ve bu noktadan sonra dijital kalır. Dijital hale geldiğinde, tüm bilgi aktarımı etkin bir şekilde gürültüsüzdür,
Exmor için büyük kazançlardan biri (Sony'ye göre) analog CDS devresinin ortadan kaldırılması ve dijital CDS mantığına geçilmesiydi. Sony'nin iddiası, analog CDS birimleri için yanıt farklılıklarının bir bant sesi kaynağı olduğu idi. Her pikselin sıfırlama şarjını bir şarj olarak saklamak yerine, "sıfırlama okuması" gerçekleştirilir; sıfırlama okuması, dijital çıkışın negatif değerler olarak izlenmesi haricinde normal bir görüntü okumasıyla aynı ADC işleminden geçirilir. Gerçek pozlama okunduğunda, pozitif değerler olarak okunur ve önceki "negatif" CDS okuması satır içi uygulanır (yani her piksel okuması bir miktar negatif değerden başlar ve sayım oradan artar). Bu aynı anda hem düzgün olmayan transistör tepkisinden hem de karanlık akımdan gelen gürültüyü ortadan kaldırır.
Bir Exmor sensör ile okuma etkili bir şekilde ISO'suzdur (bu terimi ağın başka bir yerinde duymuş olabilirsiniz). Tüm ISO ayarları, uygun seviyeye basit bir dijital güçlendirme (dijital amplifikasyon) ile elde edilir. RAW için, ISO ayarının meta veri olarak depolanması yeterlidir ve RAW editörleri, demosalama sırasında her piksel değerini uygun seviyeye yükseltir. Bu nedenle bir ISO 100 D800 çekimi düşük pozlanabilir, daha sonra gölgelerde bantlama gürültüsü olmadan birçok durakta kaldırılabilir.
