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기술

화소 비닝

화소 비닝기술
영문명
Pixel binning
대표 설정
2×2와 4×4
효과
유효 화소 면적 증가
교환 관계
신호 확보와 공간 표본 수
화소 비닝은 인접한 여러 화소의 신호를 묶어 더 큰 하나의 유효 화소로 다루는 방법이다. 신호를 더 모으는 대신 공간 표본 수를 줄이며, 판독 전 전하 결합과 판독 후 디지털 결합은 잡음에 미치는 영향이 다르다.

2×2로 묶는다는 뜻

가로 두 개와 세로 두 개의 화소를 한 묶음으로 만들면 원래 네 화소가 유효 화소 하나가 된다. 예를 들어 100×100 배열을 2×2로 묶으면 50×50 배열이 된다. 가로세로가 각각 절반이 되어 전체 표본 수는 4분의 1이다.

더 모은 신호의 의미

같은 밝기를 받는 네 화소의 값을 더하면 묶음의 신호는 네 배가 된다. 하지만 네 위치를 하나로 합쳤으므로 원래의 공간 정보를 그대로 유지하는 것은 아니다. 단순히 화면을 확대하여 크게 보이게 하는 작업과도 구분된다.

판독 전과 판독 후

CCD의 전하 비닝은 여러 화소의 전하를 판독 전에 합쳐 한 번 읽는 방식으로 구현할 수 있다. 반면 화소를 각각 읽고 디지털 값을 합치면 각 판독의 잡음이 이미 포함되어 있다. 카메라의 비닝 메뉴가 어느 단계의 결합을 뜻하는지 확인해야 한다.

잡음을 함께 계산하기

동일하고 독립적인 읽기 잡음 σ를 가진 네 화소를 판독 후 더하면 잡음 표준편차는 4σ가 아니라 2σ다. 전하를 먼저 합치는 경우와 다르지만, 어느 방식도 광자 샷 잡음 자체를 없애지는 않는다. 신호 대 잡음비의 개선 폭은 어떤 잡음이 큰지에 따라 달라진다.

관련 문서

CCD / EMCCD / CMOS 이미지 센서 / 읽기 잡음 / 광자 샷 잡음 / 포화 전하 용량 / 표준편차 / 측정