수평 및 수직 밴딩 노이즈 (HVBN)는 센서 판독, 다운 스트림 증폭 및 ADC에 의해 발생합니다. HVBN의 소스는 여러 개일 수 있으며, 그중 일부는 상대적으로 고정 된 패턴을 유발하고, 다른 하나는 랜덤 패턴을 유발할 수 있습니다. 외부 신호 간섭은 종종 더 부드럽고 무작위적인 밴딩의 원천입니다. 센서가 실제로 의존하는 밴딩을 일으키는 정확한 원인은 제조업체 외에는 아무도 특정 카메라의 정확한 원인을 지적하기에 충분한 정보를 가지고 있습니다.
기본적으로 HVBN은 픽셀의 행이 활성화되는 방식과 행의 각 열이 읽히는 방식 및 해당 판독 프로세스에 관련된 트랜지스터의 특성에 의해 발생합니다. 먼저, 포토 리소그래피를 통해 제조 된 트랜지스터는 불완전합니다. 베이스 실리콘의 결함, 템플릿 및 에칭의 결함 등은 모두 트랜지스터의 응답에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 CDS (Correlated Double Sampling)와 같은 온다이 이미지 처리를위한 버킷뿐만 아니라 센서의 각 픽셀은 반드시 나머지와 같이 동작하여 차이를 생성하지는 않습니다. 최신 CMOS 센서 (Sony Exmor 유형 센서 제외)에서 온다이 CDS 회로는 깊은 그림자의 낮은 ISO 설정 (ISO 100 ~ 800)에서 밴딩 노이즈를 발생시키는 원인이되는 경우가 많습니다.
일부 판독 설계에는 특정 환경에서 사용되는 추가 다운 스트림 증폭기가 포함되며 픽셀 당 증폭기와 함께 사용됩니다. 센서 다이 자체에 유입되는 밴딩 노이즈는 모든 다운 스트림 앰프에 의해 악화됩니다. 이러한 종류의 증폭기는 일반적으로 6400 이상과 같이 실제로 높은 ISO에서 작동하기 때문에 ISO 1600에서 상대적으로 "깨끗한"출력이 발생하고 더 높은 설정에서 3200이 갑자기 훨씬 더 나빠지는 이유입니다.
다른 밴딩 소스는 ADC입니다. 여기에는 잠재적으로 두 가지 범인이 있습니다. 분할 병렬 판독을 사용하는 7D와 같은 카메라의 경우 (4 개의 판독 채널이 하나의 DIGIC 4 칩으로 전송되고 다른 4 개의 채널이 다른 DIGIC 4 칩으로 인터리브 방식으로 전송 됨) 상당히 뚜렷하지만 수직 밴딩 각각 4 개의 ADC 장치를 수용하는 DIGIC DSP 이미지 프로세서의 응답이 다르기 때문에 중간 톤에서도 발생할 수 있습니다. 짝수 대역이 하나의 DIGIC의 ADC 장치로 전송되고 홀수 대역이 다른 DICIC의 ADC 장치로 전송되므로 100 % 동일한 처리가 불가능하고 약간의 차이가 수직 대역으로 나타납니다.
최종 잠재적 소스는 고주파 성분입니다. 고주파수 로직은 잡음이있는 경향이 있습니다. 예를 들어 7D를 다시 사용하면 18fps 센서로 8fps 셔터 속도를 지원할 수있을 정도로 빠른 속도로 총 8 개의 ADC 장치를 처리해야합니다. (기술적으로 말하면, 7D는 1 천 8 백만 개 이상의 픽셀을 가지고 있습니다. 캐논은 항상 바이어스 오프셋과 블랙 포인트 캘리브레이션을 위해 픽셀의 경계를 가리기 때문에 실제로는 19.1 메가 픽셀 센서입니다.) 8fps에서 초당 초당 처리되는 총 픽셀 수 최소 152,800,000이어야하고 8 개의 ADC 장치가 있으므로 각 장치는 1 초마다 19.1 백만 픽셀을 처리해야합니다. 이를 위해서는 더 높은 주파수가 필요하며, 여기에 들어 가지 않는 다양한 메커니즘을 통해 추가 노이즈가 발생할 수 있습니다.
HVBN을 줄일 수있는 방법이 있습니다. 일부 센서 설계는 픽셀에서 음의 신호 값을 클리핑합니다 (즉, 바이어스 오프셋을 사용하지 않음). 이는 밴딩을 반으로하는 효과가 있지만 이미지의 그림자 내에서 잠재적으로 복구 가능한 디테일이 필요합니다. 바이어스 오프셋 (사전 설정 수준까지 네거티브 신호 값을 허용)을 사용하는 센서는 더 큰 풀웰 용량을 지원하기 위해 더 적은 클리핑이 수행되므로 낮은 ISO에서 더 많은 HVBN을 갖는 경향이 있습니다. 고급 ADC 설계는 노이즈를 줄일 수 있으며, 일부는 디더링과 함께 노이즈를 활용하여 ADC의 도입 노이즈를 거의 제거 할 수 있습니다.
밴딩 노이즈를 줄일 수있는 또 다른 방법은 아날로그 신호를 더 일찍, 바람직하게는 센서 다이 자체에서 디지털로 이동시키는 것입니다. 전송 중에 디지털 데이터는 오류를 수정할 수 있습니다. 여기서 아날로그 신호는 전자 버스를 따라 그리고 처리 장치를 통해 더 많이 이동할수록 노이즈가 발생합니다. ADC 장치 수를 늘리면 병렬 처리가 향상되어 각 장치가 작동해야하는 속도가 줄어들어 더 낮은 주파수의 부품을 사용할 수 있습니다. 더 나은 제조 기술 (보통 더 작은 제조 공정으로 인해 더 복잡한 하드웨어를위한 공간을 늘림)과 더 나은 실리콘 웨이퍼를 사용하여 각 트랜지스터 또는 로직 유닛에 대한 응답 곡선을 정규화하여 더 깨끗한 결과를 얻을 수 있습니다. 더 높은 주파수에서.
Nikon의 D800 및 D600 카메라에서 잘 알려진 거의 소음이없는 센서 인 Sony Exmor는 가장 방해가되는 좌절 형태의 노이즈를 줄이기 위해 상당히 급진적 인 접근 방식을 취했습니다. Exmor는 전체 이미지 처리 파이프 라인을 ADC를 포함한 센서 다이까지 이동시킵니다. 픽셀 당 1 개 (CP-ADC 또는 열 병렬 ADC)를 추가하여 ADC를 병렬 병렬화했습니다. 디지털 증폭 및 디지털 CDS를 위해 픽셀 당 아날로그 증폭 및 아날로그 CDS를 제거했습니다. 또한 센서 다이의 원격 영역에서 고주파수 부품을 분리하여 각 ADC 장치에서 발생하는 노이즈를 거의 제거했습니다. 픽셀 판독은 아날로그 전하에서 디지털 장치로 즉시 변환되며 그 시점부터 디지털로 유지됩니다. 디지털화되면 모든 정보 전송은 사실상 소음이없고
Exmor (소니에 따르면)의 큰 승리 중 하나는 아날로그 CDS 회로를 제거하고 디지털 CDS 논리로 전환하는 것이 었습니다. 소니의 주장에 따르면 아날로그 CDS 장치에 대한 응답의 차이는 밴딩 노이즈의 원인이라고합니다. 각 픽셀의 리셋 전하를 전하로 저장하는 대신, "리셋 판독"이 수행되고, 그 리셋 판독은 디지털 출력이 음의 값으로 추적되는 것을 제외하고는 정상 이미지 판독과 동일한 ADC 프로세스를 통해 실행된다. 실제 노출을 읽을 때 양의 값으로 판독되고 이전의 "음"CDS 판독이 인라인으로 적용됩니다 (즉, 각 픽셀 판독은 음의 값에서 시작하여 카운트가 증가합니다). 이것은 불균일 한 트랜지스터 응답과 암전류에 의한 노이즈를 동시에 제거합니다.
Exmor 센서를 사용하면 판독 값이 사실상 ISO가 적습니다 (넷의 다른 곳에서 해당 용어를 들었을 수 있음). 모든 ISO 설정은 간단한 디지털 부스트 (디지털 증폭)를 통해 적절한 수준으로 달성됩니다. RAW의 경우 ISO 설정을 메타 데이터로 저장하기 만하면되며 RAW 편집기는 디 모자 이싱 중에 각 픽셀 값을 적절한 수준으로 높입니다. 그렇기 때문에 ISO 100 D800 샷을 노출 부족으로 한 다음 그림자에 밴딩 노이즈를 발생시키지 않고 여러 스톱으로 포스트를 올릴 수 있습니다.
