신호 대 잡음비(SNR) 이해 및 개선#
이상적인 카메라 센서는 특정 양의 빛을 정확하게 예측 가능한 출력 전압으로 변환합니다.
안타깝게도 그러한 센서는 존재하지 않습니다. 온도 조건, 전자적 간섭 등으로 인해 센서는 빛을 100% 정밀하게 변환하지 못합니다. 때로는 출력 전압이 예상보다 약간 더 클 수도 있고, 때로는 약간 더 작을 수도 있습니다. 예상하는 이상적인 신호와 실제로 관찰되는 실제 신호 사이의 차이를 일반적으로 노이즈라고 합니다.
신호와 노이즈의 관계를 신호 대 잡음비(SNR)라고 합니다.
SNR은 일반적으로 20대 1, 30대 1 등의 비율로 표현됩니다. 신호 대 잡음비는 데시벨(dB) 단위로도 자주 표시됩니다. dB 단위의 신호 대 잡음비를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.
SNR = 20 x log(신호 / 노이즈)
노이즈가 일단 신호의 일부가 되면 필터링하거나 줄일 수 없습니다. 따라서 다음과 같이 노이즈 생성을 줄이기 위한 조치를 취하는 것이 가장 좋습니다.
- 카메라에 양질의 Quality 센서 및 전자 장치 사용
- 카메라 설계 시 우수한 전자 아키텍처 사용
- 센서 및 카메라 내 기타 아날로그 장치의 온도 낮추기
- 노이즈가 많은 주변 환경 조건이 신호에 미치는 영향 방지 조치 취하기(차폐 케이블 사용 등)
흔히 저지르는 실수는 SNR을 개선하기 위해 Gain 설정을 높이는 것입니다. Gain을 높이면 신호와 노이즈가 모두 증가하므로, Gain을 높여도 SNR은 크게 달라지지 않습니다. Gain은 신호에 포함된 정보의 양을 늘리는 효과적인 도구가 아닙니다. Gain은 기존 이미지의 대비만 변경합니다.