暗电流与读出噪声：分开看电荷积累和读出

暗电流指没有预期照明时产生或被收集的不需要电流；读出噪声指储存信号在转换和读出过程中引入的不确定性。暗电流既可能形成平均暗信号，也会带来时间波动，不能把所有“像素很吵”的现象都叫暗电流。[T3]

从黑暗中的像素开始

即使没有预期光照，传感器仍可能通过热产生和其它漏电机制积累电荷。这部分电荷形成平均暗信号，大小与器件和条件有关，也包括可用于积累的时间。

电荷产生过程本身还会波动。在简单的独立事件模型中，相关散粒噪声方差跟随平均积累事件数变化。减去平均偏移，并不能消除某次曝光中实际出现的随机波动。[T3]

读出又增加一层不确定性

电荷需要转换成电信号，再经过读出链路。晶体管噪声、采样行为和后续电路都可能贡献不确定性。折算到输入端后的大小与链路及转换增益有关，不能只用暗电流大小推断。[T2]

分量	积累或变化的是什么？	需要区分什么？
平均暗信号	不需要电荷的平均积累	平均偏移不是随机噪声
暗电流散粒噪声	积累事件的随机波动	减去均值不能抹去它
读出噪声	转换和读出加入的不确定性	暗积累很小时仍可能存在
像素间暗信号差异	不同像素的平均暗行为	空间不均匀不等于时间噪声

为什么一张暗场图不够

暗场图可以同时包含平均偏移、空间不均匀与时间波动。一个亮异常点，可能涉及较高暗产生、读出偏移或其它缺陷，不能仅凭图像确定单一根因。

可以做一个概念练习：比较多次暗场观察，先分开每个像素的平均值和逐帧波动，再在读出条件可比时，观察结果怎样随积累时间改变。随时间积累的分量与读出贡献是不同假设，但真实器件也可能包含混合机制或随时间变化的行为。

这是一套推理框架，不是标定配方，也不假定所有噪声都是白噪声或所有像素服从同一模型。

工艺界面与电路设计在这里相遇

半导体缺陷和界面会影响不需要电荷的产生，读出晶体管与采样结构又引入自己的行为。改善其中一项，可能只是让原先被掩盖的另一项显现，而不是使图像彻底无噪声。

同样，更高转换增益会改变后续电压噪声折算为输入电荷时的重要性，却不能证明暗产生消失。清晰的比较需要说明信号参考和测量条件，不能把电压噪声、电子数折算噪声和暗电流混在一起。

原始资料链接

• Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits
• Physics of Semiconductor Devices, Third Edition