Então , eu vou contribuir com tópico não respondendo diretamente a pergunta, afinal engenharia de processamento de imagem não é a minha formação , mas vou fazer considerações de eletrônica e que tem a ver com o assunto, fazendo analogias com telecomunicações , a minha formação, que não é a mesma coisa, claro, mas eu sei que tem muitos conceitos em comum.
Enfim o que gera ruído?
- Qualquer componente eletrônico semicondutor (diodo, transistor, circuito integrado e até chegar no sensor de câmera) gera um ruído térmico em um nível constante em função de alguns parâmetros, como a temperatura.
- Devido o fato de próprio semicondutor gerar um ruído "por conta própria", qualquer dispositivo eletrônico, analógico ou digital, que envolva captura/conversão de sinal ou forma de onda, vai somar ao sinal esse ruído térmico, gerado por "ele mesmo pro conta própria"
- Em uma etapa posterior a de cima de amplificação de sinal, como vocês com certeza já notaram em outras circunstâncias além de foto digital, como amplificador de som , recepção de sinal de tv, enfim, além do sinal desejado, o ruído também é amplificado. Assim como vocês ja devem ter notado em aparelho de som e TV, se o sinal tem uma intensidade forte, o ruído não é tão perceptível. E se o sinal é fraco , o ruído é mais perceptível (sinal de tv fraco, som baixo...) . Enfim , ruido sempre existe em um sistema eletronico . Essa diferença de intensidade do sinal desejado e o ruído é a famigerada relação sinal/ruído. ...
- Relação sinal ruído: A diferença de intensidade entre o nível do sinal desejado e o nível do ruído. Quanto maior a relação, ou maior a distancia entre o sinal desejado e o ruído, menor é perceptível a presença do ruído. O que fazer para melhorar a relação sinal ruido? "Simples", ou aumentar o sinal, ou diminuir o ruído , ou os dois... Exemplos básicos de aumentar sinal no mundo de telecom: transmitir sinal com mais potência, uso de antena com maior ganho . Exemplos de aumentar o sinal no mundo da fotografia: os que todo mundo sabe aqui, todas táticas para entrar mais luz no sensor, seja com sensor maior , maior tempo de exposiçao e/ou maior abertura de diafragma. E como diminuir o ruído? em Telecom com desenvolvimento de semicondutores "low noise" ou com resfriamento do semicondutor (antigamente em comunicaçao via satélite fazia resfriamento dos receptores tipo a "quase" 0 grau kelvin!!). E na fotografia? Bem, admito que não é muito a minha praia
, mas não tenho menor duvida que cada nova geração de sensores gerem menos ruído "natural" que as gerações anteriores.
Já falei tudo de ruído ?Huumm não.. Pois comentei só as possibilidades "mecânicas e analógicas". No mundo digital, qualquer conversão de sinal analógico para sinal digital, gera o ruído digital, devido ao erro de quantização, pois o mundo analógico é tipo "infinito" em variações de intensidade de sinal, e no mundo digital , as variaçoes de intensidade de sinal tem que ser enumeradas em uma quantidade finita de possibilidades, que nunca vai acertar de maneira absoluta o que acontece no mundo analógico. Por outro lado, devido o mundo digital não ser infinito nas variações de intensidade de intensidade de sinal (isso tem a ver com resolução do sinal em bits, 12 bits , 14 bits - aúdio 8/16/32bits), isso permite uso de algoritmos matemáticos extremamente eficazes para correção de sinal, eliminação de ruído impossíveis no mundo analógico. Mais uma vez, engenharia de processamento de imagem não é minha praia (mas meus exemplos já denunciam minhas raízes em telecom, rs), mas certamente uma câmera digital funciona conceitualmente muito próximo disso.
- E finalizando, aumentar o ISO da câmera, sim, você não está aumentando a geração de ruído (sim, alguém já comentou isso anteriormente e concordo que é paradoxal, mas é verdade). Aumentar o ISO é nada mais que aumentar o "ganho do amplificador de imagem" da câmera. Ou seja, Tudo que o sensor capta , e de plus adicional o ruído térmico natural gerado, vai ter uma magnitude de saída maior que em relação aos ISOs mais baixos. Eu adimito, que apesar da analogia que fizeram com filme com essa história de ISO em camera fotográfica digital, enfim, sob um certo ponto de vista eu acho um equivoco chamar de aumento de iso. Bastam ter em em mente que em câmera digital de vídeo, não usa o termo aumento de ISO, e sim de aumento do ganho de sinal de dB (decibeis) ,que do ponto de vista eletrônico funcional é um termo mais correto ,pelo menos na minha opinião.