那天上的星星给你算0.01Lux的亮度,假设潒素面积1um*um,估计那个最亮的星星部分,每个像素每秒也就接收几十个光子,20秒也无非不到1000个光子. 那么暗的地方呢,每秒也就能有1个进来(举个例子而巳,对量纲有个概念), 20秒接收20个光子

像素有个噪声来源叫暗电流,比如像素自己1秒钟产生1个电子(某温度下), 这个自己产生的电子就混到了光子信号裏了,也就是噪声(当然offset成分可以减掉), 假设20秒能产生20个电子的暗电流,那么这部分噪声就是 根号20=4.47 e-rms (dark current shot noise).

也就是长曝光下, 暗电流会严重影响照片信噪比. 此時噪声主要来自于暗电流, 如果没有暗电流, 这个黑点的信噪比就是 20/2=10 了.

如何提升长曝图片质量呢, 1是加大进光量, 单位时间内进来的光远多于你的暗电流就好了,如何做呢, 加大像素面积, 很直观的方法(加大面积也会同时增加暗电流,但如今的工艺这俩显然已经不是线性增加的关系了). 2就是冷卻, 暗电流和温度强相关, 基本常温温度范围内, 每4~8度翻一倍(CMOS芯片温度), 手机这玩意散热好像有的是不好