สัญญาณรบกวนแถบแนวนอนและแนวตั้ง (HVBN) เกิดจากการอ่านค่าเซ็นเซอร์การขยายแบบดาวน์สตรีมและ ADC อาจมีหลายแหล่งที่มาของ HVBN บางส่วนทำให้เกิดรูปแบบที่ค่อนข้างคงที่ส่วนอื่น ๆ อาจทำให้เกิดรูปแบบสุ่ม สัญญาณรบกวนจากภายนอกมักเป็นที่มาของแถบสัญญาณที่นุ่มนวลและสุ่มมากขึ้น ตรงที่ทำให้เกิดแถบคาดในที่เซ็นเซอร์จริง ๆ และไม่มีใคร แต่ผู้ผลิตมีข้อมูลเพียงพอที่จะชี้ไปที่สาเหตุที่แน่นอนสำหรับกล้องใด ๆ
โดยพื้นฐานแล้ว HVBN นั้นเกิดจากการเปิดใช้งานพิกเซลของแถวและแต่ละแถวของแถวนั้นถูกอ่านและลักษณะของทรานซิสเตอร์ที่เกี่ยวข้องในกระบวนการอ่านค่านั้น อย่างแรกทรานซิสเตอร์ที่ผลิตโดยใช้โฟโตลิโธกราฟิคนั้นไม่สมบูรณ์ ความไม่สมบูรณ์ของซิลิคอนเบสความไม่สมบูรณ์ของแม่แบบและการแกะสลัก ฯลฯ อาจส่งผลต่อการตอบสนองของทรานซิสเตอร์ได้ ดังนั้นแต่ละพิกเซลในเซ็นเซอร์รวมถึงที่เก็บข้อมูลสำหรับการประมวลผลภาพแบบตายเช่น CDS (Correlated Double Sampling) จึงไม่จำเป็นต้องทำงานเหมือนส่วนที่เหลือทั้งหมดทำให้เกิดความแตกต่าง ในเซ็นเซอร์ CMOS ที่ทันสมัย (ไม่รวมเซ็นเซอร์ชนิด Sony Exmor) วงจร CDS แบบ on-die มักเป็นผู้ร้ายในการแนะนำสัญญาณรบกวนแถบที่การตั้งค่า ISO ต่ำกว่า (ISO 100 ถึง 800 อาจ) ในเงาลึก
การออกแบบการอ่านข้อมูลบางอย่างยังเกี่ยวข้องกับแอมพลิฟายเออร์ดาวน์สตรีมเพิ่มเติมที่ใช้ในบางสถานการณ์ซึ่งใช้นอกเหนือจากแอมพลิฟายเออร์ต่อพิกเซล เสียงแถบคาดที่นำมาใช้ภายในตัวเซ็นเซอร์จะถูกทำให้รุนแรงขึ้นโดยแอมพลิฟายเออร์แบบดาวน์สตรีมใด ๆ แอมพลิฟายเออร์ประเภทนี้มักจะใช้ความไวแสง ISO สูงมากเช่น 6400 และสูงกว่าซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสัญญาณเสียง“ สะอาด” ที่ความไวแสง ISO 1600 และบางที 3200 ก็ยิ่งแย่ลงเมื่อตั้งค่าที่สูงขึ้น
อีกแหล่งที่มาของแถบคาดคือ ADC อาจมีผู้ร้ายสองคนที่นี่ ในกรณีของกล้องเช่น 7D ซึ่งใช้การอ่านข้อมูลแบบแยกแบบแยกส่วน (ซึ่งช่องสัญญาณที่อ่านได้สี่ช่องถูกส่งตรงไปยังชิป DIGIC 4 หนึ่งชิปและอีกสี่ช่องถูกส่งไปยังชิป DIGIC 4 อีกรุ่นหนึ่งในอินเตอร์เลด) สามารถเกิดขึ้นได้แม้ในมิดโทนต้องขอบคุณการตอบสนองที่แตกต่างกันของโปรเซสเซอร์ภาพ DIGIC DSP ที่มีหน่วย ADC สี่หน่วย ในขณะที่วงดนตรีถูกส่งไปยังหน่วย ADC ของ DIGIC หนึ่งหน่วยและวงคี่จะถูกส่งไปยังหน่วย ADC ของ DICIC อื่นดังนั้นการประมวลผลเหมือนกัน 100% จึงไม่น่าจะเกิดขึ้น
แหล่งที่อาจเกิดขึ้นสุดท้ายคือส่วนประกอบความถี่สูง ตรรกะความถี่สูงมีแนวโน้มที่จะมีเสียงดัง ยกตัวอย่างเช่นการใช้ 7D อีกครั้งเป็นเซ็นเซอร์ 18 ล้านพิกเซลซึ่งหน่วย ADC ทั้งหมดแปดหน่วยต้องประมวลผลด้วยความเร็วที่เร็วพอที่จะรองรับอัตราชัตเตอร์ 8fps (ในทางเทคนิคแล้ว 7D มีมากกว่า 18 ล้านพิกเซล ... จริง ๆ แล้วมันเป็นเซ็นเซอร์ขนาด 19.1 ล้านพิกเซลเนื่องจาก Canon มักจะทำการปิดขอบพิกเซลเพื่อชดเชยอคติและการปรับเทียบจุดดำ) ที่ 8fps ประมวลผลพิกเซลทั้งหมดต่อวินาที ต้องมีอย่างน้อย 152,800,000 และเนื่องจากมีหน่วย ADC แปดหน่วยแต่ละหน่วยต้องประมวลผล 19.1 ล้านพิกเซลต่อวินาที ที่ต้องใช้ความถี่ที่สูงขึ้นซึ่งสามารถ (ผ่านกลไกที่หลากหลายที่ฉันจะไม่เข้าไปที่นี่) ทำให้เกิดเสียงรบกวนเพิ่มเติม
มีหลายวิธีที่สามารถลด HVBN ได้ เซ็นเซอร์บางตัวออกแบบคลิปสัญญาณค่าลบจากพิกเซล (หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งไม่ได้ใช้การชดเชยแบบอคติ) ซึ่งมีผลกระทบจากการลดลงครึ่งหนึ่งของแถบคาด แต่ก็ทำให้รายละเอียดที่สามารถกู้คืนได้ลึกลงไปในเงามืดของภาพ เซ็นเซอร์ที่ใช้ไบแอสออฟเซ็ต (ซึ่งอนุญาตให้ค่าสัญญาณเชิงลบสูงถึงระดับที่ตั้งไว้ล่วงหน้า) มีแนวโน้มที่จะมีค่า HVBN ที่ ISO ต่ำกว่าเนื่องจากมีการคลิปที่น้อยกว่าเพื่อรองรับความจุเต็มรูปแบบที่ดีขึ้น การออกแบบ ADC ขั้นสูงสามารถลดเสียงรบกวนได้บางคนใช้ประโยชน์จากเสียงรบกวนพร้อมกับรูปแบบของการทำเสียงเพื่อกำจัดเสียงรบกวนจาก ADC
อีกวิธีหนึ่งที่สามารถลดสัญญาณรบกวนแถบคือการย้ายสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอลก่อนหน้านี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซ็นเซอร์ตายเอง ข้อมูลดิจิตอลสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดในระหว่างการถ่ายโอนซึ่งเป็นสัญญาณอะนาล็อกมีแนวโน้มที่จะรับเสียงรบกวนมากกว่าที่พวกเขาเดินทางผ่านบัสอิเล็กทรอนิกส์และผ่านหน่วยประมวลผล การเพิ่มจำนวนของหน่วย ADC ช่วยปรับปรุงความเท่าเทียมกันซึ่งจะช่วยลดความเร็วที่แต่ละหน่วยจะต้องทำงานที่นั่นเพื่อให้สามารถใช้ส่วนประกอบความถี่ที่ต่ำกว่าได้ เทคนิคการผลิตที่ดีขึ้น (โดยปกติจะเป็นกระบวนการผลิตที่มีขนาดเล็กลงซึ่งจะเป็นการเพิ่มพื้นที่สำหรับฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น) เช่นเดียวกับซิลิคอนเวเฟอร์ที่ดีกว่าสามารถใช้ในการทำให้เส้นโค้งการตอบสนองปกติสำหรับทรานซิสเตอร์แต่ละตัวหรือหน่วยตรรกะ ที่ความถี่สูงขึ้น
Sony Exmor เซ็นเซอร์ที่ไม่มีเสียงรบกวนที่รู้จักกันดีในกล้อง D800 และ D600 ของ Nikon ใช้วิธีการที่ค่อนข้างรุนแรงในการลดเสียงรบกวนที่รบกวนและน่ารำคาญที่สุด Exmor เลื่อนขั้นตอนการประมวลผลภาพทั้งหมดไปยังและรวมถึง ADC ไปยังเซ็นเซอร์ตาย มัน hyperparallelized ADC เพิ่มหนึ่งคอลัมน์ต่อพิกเซล (CP-ADC หรือ ADC ขนานคอลัมน์) มันตัดการขยายสัญญาณแอนะล็อกต่อพิกเซลและอะนาล็อก CDS เพื่อสนับสนุนการขยายแบบดิจิทัลและดิจิตอล CDS มันแยกส่วนประกอบความถี่สูงในพื้นที่ห่างไกลของเซ็นเซอร์ตายซึ่งเกือบจะขจัดเสียงรบกวนจาก ADC แต่ละยูนิตด้วยตนเอง ผลการอ่านพิกเซลในการแปลงทันทีจากการชาร์จแบบอะนาล็อกเป็นหน่วยดิจิตอลและมันยังคงเป็นดิจิตอลจากจุดนั้น เมื่อดิจิตอลการถ่ายโอนข้อมูลทั้งหมดจะปราศจากสัญญาณรบกวนอย่างมีประสิทธิภาพ
หนึ่งในชัยชนะที่ยิ่งใหญ่สำหรับ Exmor (จาก Sony) คือการกำจัดวงจร CDS อะนาล็อกและย้ายไปสู่ตรรกะ CDS ดิจิทัล การเรียกร้องของ Sony คือความแตกต่างในการตอบสนองสำหรับหน่วย CDS อะนาล็อกเป็นแหล่งกำเนิดของสัญญาณรบกวนแถบ แทนที่จะเก็บค่ารีเซ็ตของแต่ละพิกเซลเป็นค่าใช้จ่ายจะมีการดำเนินการ "รีเซ็ตอ่าน" ซึ่งรีเซ็ตอ่านนั้นจะดำเนินการผ่านกระบวนการ ADC เดียวกันกับภาพปกติที่อ่านยกเว้นว่ามีการติดตามเอาต์พุตดิจิตอลเป็นค่าลบ เมื่ออ่านค่าแสงจริงจะถูกอ่านออกมาเป็นค่าบวกและการอ่าน CDS "เชิงลบ" ก่อนหน้านี้จะถูกนำมาใช้แบบอินไลน์ (เช่นแต่ละพิกเซลที่อ่านออกเริ่มต้นที่ค่าลบบางอย่างและนับเพิ่มขึ้นจากที่นั่น) สิ่งนี้จะช่วยขจัดเสียงรบกวนทั้งจากการตอบสนองของทรานซิสเตอร์ที่ไม่สม่ำเสมอและจากกระแสมืดพร้อมกัน
ด้วยเซ็นเซอร์ Exmor การอ่านข้อมูลจะมีค่า ISO น้อยกว่าอย่างมีประสิทธิภาพ (คุณอาจเคยได้ยินคำศัพท์นี้มาจากที่อื่นในเน็ต) การตั้งค่า ISO ทั้งหมดทำได้ด้วยการเพิ่มดิจิตัลอย่างง่าย (แอมพลิฟายเออร์ดิจิตอล) ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม สำหรับ RAW การตั้งค่า ISO จะต้องเก็บไว้เป็นข้อมูลเมตาเท่านั้นและเครื่องมือแก้ไข RAW จะเพิ่มค่าพิกเซลแต่ละค่าให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมระหว่างการยกเลิกการบันทึก นี่คือเหตุผลว่าทำไมการถ่ายภาพ ISO 100 D800 จึงสามารถเปิดรับแสงน้อยเกินไปจากนั้นจึงยกขึ้นเป็นเสาหลายจุดโดยไม่รบกวนสัญญาณรบกวนแถบแสงในที่มืด
