一直有个问题想不通，我们用的手机、相机中的ISO感光度是怎么形成的，调高为何噪点多

PLV-Z5

我们用相机、手机、摄像机拍摄的东西，为什么调高了ISO（比如由ISO 100 调整到 ISO 800后，图像变亮了，但噪点也增加了）。 这个ISO调整到底是什么原理啊？ 为什么调高ISO以后噪点也会增加呀？

用起来调着很轻松，但我们好像从来没有真正明白其工作原理，那位DX 能给解释下啊？

还有为什么 CCD的 ISO 提升后，其噪点相对 CMOS提升ISO后要多很多？ CCD的ISO为何那么差呢？ 这个到底怎么造成的？我一直对这个有很大的疑惑，以前只是盲目去用，但很少想着去知其就理！ 烦请那位DX能说一下？

S端子

不错

zjxs

这种问题在这里估计也没人能回答你。我简单说两句。

ISO实际上就是增益的提升。 CMOS的构造是每个像素带有信号放大器，是用来放大光--电转化后的电荷信号的。 因为CMOS的每个像素只对自己的信号进行放大，所以读出的带宽很小（因为信号数据量少），  所以CMOS可以通过读出带宽的增大或减小来改变增益。就是增加读出带宽，则增益提高（也就是ISO提高），减小读出带宽则增益变小， 当然带宽的增加也意味着光-- 电信号放大器的功率必须提升。

所以实际上ISO的提升就是“光--电”信号转换放大器的功率提升（读出带宽变大）的过程。 换句话说，你增加了信号放大器的功率，信号的规模被增强放大，必然信号的强度会提升（所以有效画面的亮度随之变高）。但放大器在放大有效信号的同时，读出的噪声也被放大了。  所以对信号放大器放大功率和读出带宽的增加不是无限的，当被放大的噪声已经掩盖了有效信号的时候，你的增益提升也就到头了（实际应用中，也就是ISO的上限）。 我这样说不知道你理解没有。

zjxs

至于说为什么CCD的ISO的增高所产生的噪点要比CMOS明显得多，这主要是因为CCD读取信号的方式决定的。

CCD的像素构造和CMOS是不同的，CCD的每个像素边都有一个“电荷寄存器”，用来存储光电转换后的“电荷信号”。  也就是说CCD的光信号转换成电荷信号后，它的像素是不对转换后的信号进行放大的，而是将存储的电荷信号移动到下一个像素的电荷寄存器中，然后下一个像素的电荷寄存器再将接收的前一个像素的电荷信号，和自己本身存储的电荷信号一起“流向”下一个像素的电荷寄存器。 以此类推， 当所有像素的电荷信号都汇入最终的“电荷寄存器”后，它们会一起进入一个统一的信号放大器，对所有电荷信号进行统一放大。

因为CCD的信号放大器只有一个，信号放大器是要对所有像素的电荷信号进行统一、同时的进行放大，所以它的信号放大器本身的读出带宽就很大，信号放大器接收到的“电荷信号”是模拟信号，那么多模拟信号同时放大，相互间会产生影响和干扰，所以本身提升读出放大器的带宽后，同时放大的模拟信号规模量变大，噪声本身就会增加，若你再提高增益，继续提升信号放大器的功率和读出带宽的话，实际上被放大的噪声会变得更明显， 所以CCD的增益提高（ISO提升），它所产生的噪点要比CMOS提升增益明显得多。

简单得说就是：CMOS的信号放大器只对单一像素本身的信号进行放大，它的放大器的功率提升和带宽提升的区间范围要宽得多。 而CCD信号放大器是对所有像素进行信号放大，它本身的放大器功率和读出带宽已经很大了，已经没有更多的空间去提升功率和读出带宽了（也就是已经没有更多的可变区间去提升增益【ISO】了）。

PLV-Z5

zjxs 发表于 2014-8-3 19:14
这种问题在这里估计也没人能回答你。我简单说两句。

ISO实际上就是增益的提升。 CMOS的构造是每个像素 ...

十分感谢！ 大概看懂了。