[読み出しノイズ] – 読み出しノイズとは？

カメラが画像の各ピクセルで捉えた光の量を測定する際、必ずある程度の誤差が生じます。この誤差は、読み出しノイズまたは読み出しノイズと呼ばれます。

異なる数の光子からなる信号が捕捉され、電子数で測定される電気信号に変換されるため、読み出しノイズは電子数（e-）で表されます。現代の科学カメラの電子機器の精度により、この読み出しノイズは通常非常に小さく、低照度撮像カメラでは1～3e-程度です。

各ピクセルで数千個の光子が捕捉されるような高光量のアプリケーションでは、このエラーバーは信号に比べて非常に小さいため、5e-未満の読み出しノイズは実質的に無視できます。例えば、2,000個の光電子の信号と比較すると、10e-の読み出しノイズであっても信号対雑音比（S/N比）への影響は3%未満であり、ほとんど認識できない可能性があります。しかし、光子数が数十個程度の低光量アプリケーションでは、低い読み出しノイズがS/N比と画質に重要な役割を果たす可能性があります。

CMOSカメラは並列アーキテクチャを採用しているため、ピクセルごとに読み出しノイズ値の分布が見られます。そのため、仕様書にはe-単位の読み出しノイズ値が2つ記載されている場合があります。中央値は、ピクセルの50%の読み出しノイズ値がこの値以下になるように規定されており、カメラの標準的な読み出しノイズ値を把握するのに役立ちます。RMS（Root-Mean-Square）値は、読み出しノイズ分布全体の二乗平均平方根を示しており、中央値測定に含まれない高読み出しノイズピクセルの範囲を把握するのに役立ちます。

一部の特殊な低照度イメージングカメラには、相関マルチサンプリングモード（CMS）と呼ばれる低ノイズモードが搭載されています。このモードでは、フレームレートを若干低下させる代わりに、より正確な信号測定を実現し、読み出しノイズ指数はわずか1.1e-（中央値）/1.2e-（実効値）程度に抑えられます。