2.2 噪声模型
电荷单位数（电子）在统计学上波动。 根据量子力学的规律，概率是泊松
分布的。 因此，波动的方差等于平均累积电子数：
这种噪声通常被称为射击噪声，是由物理的基本定律所产生的，它同样存
在于所有类型的照相机。
所有其他噪声源都取决于传感器和相机内电子部件的具体构造。由于线性
信号模型(2.1 节)，所有噪声源都叠加起来。为了将整个照相机电子结构视为一
个黑盒，我们只需要考虑两个额外的噪声源就足够了。与传感器读出和放大器
电路相关的所有噪声源可以由具有方差 σ2d 的独立于信号的正态分布噪声源来
描述。最后的模拟数字转换(图 1 b)增加了另一个噪声源之间均匀分布的量化间
隔和方差 σ
q
2
= 1/12DN
2
。因为所有噪声来源的方差是线性的,数字信号 y 的总
时间方差 σ
y
2
，根据误差传播定律给出：
利用方程式(7)和(5)，噪声与测量的平均数字信号有关:
这个方程式是传感器特性的核心。噪声的方差 σ
y
2
与表示光感生的灰度值 µ
y
−µ
y.dark
之间存在线性关系。可以确定整个系统增益 K 的斜率与暗噪声方差 σ
d
2
抵消。这种方法称为光子传递方法[6,7]。
2.3 信噪比(SNR)
信号的质量由信噪比(SNR)来表示，信噪比被定义为
根据公式（6）（8），信噪比表达式可以表示为
除了由量化噪声引起的小效应外，整个系统增益 K 抵消，使信噪比只取决
于量 子效率 η(λ)和暗信号噪声 σ
d
（单位 e）。有两种极限情况:高光子带和低
光子射程：
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