22/05/13Quando una telecamera misura la quantità di luce catturata in ogni pixel di un'acquisizione, c'è sempre un certo grado di errore. Questa imprecisione è chiamata rumore di lettura, o rumore di lettura.
Poiché segnali composti da un numero diverso di fotoni vengono catturati e convertiti in segnali elettrici misurati in elettroni, il rumore di lettura è espresso in numero di elettroni (e-). Grazie alla precisione dell'elettronica delle moderne fotocamere scientifiche, questo rumore di lettura è in genere molto piccolo, nell'ordine di 1-3 e- per le fotocamere a bassa luminosità.
Per applicazioni con elevati livelli di luce, ad esempio quando migliaia di fotoni vengono catturati da ciascun pixel, questa barra di errore è minuscola rispetto al segnale, quindi un rumore di lettura inferiore a 5e- può essere efficacemente ignorato. Ad esempio, rispetto a un segnale di 2.000 fotoelettroni, un rumore di lettura anche di 10e- apporterebbe una differenza inferiore al 3% nel rapporto segnale/rumore e sarebbe probabilmente impercettibile. Tuttavia, per bassi livelli di luce, dove il numero di fotoni può essere nell'ordine delle decine di fotoni, un basso rumore di lettura può svolgere un ruolo significativo nel rapporto segnale/rumore e nella qualità dell'immagine.
Grazie alla loro architettura parallela, tutte le telecamere CMOS presentano una distribuzione dei valori di rumore di lettura da pixel a pixel. Pertanto, a volte nelle schede tecniche vengono indicati due valori per il rumore di lettura in e-. Il valore mediano è specificato in modo che il 50% dei pixel abbia un valore di rumore di lettura pari o inferiore a questo valore, e fornisce informazioni sul valore tipico del rumore di lettura per la telecamera. Il valore quadratico medio (RMS) specifica la radice quadratica media dell'intera distribuzione del rumore di lettura, fornendo informazioni sull'entità dei pixel con rumore di lettura elevato che non sono inclusi nella misurazione mediana.
Alcune telecamere specializzate per riprese in condizioni di scarsa illuminazione dispongono di una modalità a basso rumore chiamata modalità Correlated Multi-Sampling (CMS). In questa modalità, una riduzione del frame rate viene scambiata per una misurazione del segnale più precisa, con conseguenti valori di rumore di lettura di soli 1,1e- (mediana) / 1,2e- (RMS).
