Цифровой шум

Цифровые шумы по большому счёту являются характеристикой матрицы цифрового фотоаппарата. Однако, как ни странно, сам эффект, который создают цифровые шумы имеет место и на плёночных фотоаппаратах, в которых роль матрицы выполняет плёнка.

Когда изготавливают плёнку, на её поверхность наносят чувствительный к свету слой. Однако, нанесение этого слоя выполняется неравномерно. Всегда существует небольшая погрешность, которую можно легко заметить, если проявить плёнку, которая не использовалась для сьёмки. На чёрной поверхности плёнки можно будет заметить разводы, которые делают плёнку местами более чёрной.

Природа цифровых шумов другая, но даёт сходный эффект. При всех совершенствованиях технологий изготовления матриц, внутри матрицы и между оптическими элементами всё-равно существуют небольшие паразитные токи утечки, которые вносят погрешность в сигнал, снимаемый с матрицы. Если свет, поступающий на единичный оптический элемент матрицы имеет достаточную силу, то ток утечки по сравнении с полезным сигналом ничтожен и практически никак не сказывается на сигнале. Однако, если съёмка происходит в условиях недостаточной освещённости, то света на оптический элемент матрицы попадает слишком мало и тогда на качество получаемого снимка начинают оказывать своё негативное действие токи утечки, которые забивают полезный сигнал.  В итоге изображение, снимаемое с матрицы содержит пиксели, значение сигнала в которых определяется токами утечки. Такие пиксели могут выдавать более сильный сигнал, чем он есть (пересвечены) или более слабый (затемнены), а также содержат погрешности и определении цвета. Итоговый снимок содержит значительное количество точек, яркость и цвета которых не соответствуют тем, которые были у фотографируемого объекта. В этом и заключается эффект цифрового шума.

Цифровые шумы тем сильнее, чем меньше размеры матрицы, потому что, с одной стороны сказывается высокая плотность оптических элементов матрицы и маленькое расстояние между ними, благоприятствующее токам утечки, а с другой стороны, сами оптические элементы имеют более маленькие размеры, которые не позволяют уверенно определить количество и цвет поступаемого на элемент света. Именно поэтому в цифровом фотоаппарате ценится матрица имеющая большой размер и именно поэтому дорогие зеркальные фотоаппараты, в которых стоят большие матрицы, снимают лучше обычных.