22/05/13Lorsqu'une caméra mesure la quantité de lumière captée par chaque pixel d'une acquisition, il existe toujours une certaine marge d'erreur. Cette imprécision est appelée bruit de lecture.
Lorsque des signaux comprenant différents nombres de photons sont capturés et convertis en signaux électriques mesurés en électrons, le bruit de lecture est exprimé en nombre d'électrons (e-). Grâce à la précision de l'électronique des caméras scientifiques modernes, ce bruit de lecture est généralement très faible, de l'ordre de 1 à 3 e- pour les caméras à faible luminosité.
Pour les applications à forte luminosité, par exemple lorsque des milliers de photons sont capturés par chaque pixel, cette barre d'erreur est infime par rapport au signal ; un bruit de lecture inférieur à 5e- peut donc être ignoré. Par exemple, comparé à un signal de 2 000 photoélectrons, un bruit de lecture de 10e- aurait une incidence inférieure à 3 % sur le rapport signal/bruit et serait probablement imperceptible. Cependant, pour de faibles niveaux de luminosité, où le nombre de photons peut atteindre plusieurs dizaines de photons, un faible bruit de lecture peut jouer un rôle significatif sur le rapport signal/bruit et la qualité de l'image.
En raison de leur architecture parallèle, toutes les caméras CMOS présentent une distribution des valeurs de bruit de lecture d'un pixel à l'autre. Par conséquent, deux valeurs de bruit de lecture en e- sont parfois indiquées sur les fiches techniques. La valeur médiane est spécifiée de manière à ce que 50 % des pixels aient une valeur de bruit de lecture inférieure ou égale à cette valeur, ce qui donne une idée de la valeur typique du bruit de lecture de la caméra. La valeur RMS (Root-Mean-Square) indique la valeur quadratique moyenne de la distribution globale du bruit de lecture, ce qui permet de déterminer l'étendue des pixels à bruit de lecture élevé non inclus dans la mesure médiane.
Certaines caméras d'imagerie basse lumière spécialisées disposent d'un mode faible bruit appelé mode multi-échantillonnage corrélé (CMS). Dans ce mode, une réduction de la fréquence d'images est compensée par une mesure plus précise du signal, ce qui permet d'obtenir des valeurs de bruit de lecture d'environ 1,1 e- (médiane) / 1,2 e- (RMS).
