在科研相機的成像中，信噪比（SNR）高低代表測量的品質，上期我們深入介紹了影響雜訊的相關參數，這期將介紹分析過量雜訊因數和暗電流。

EMCCD 和過量雜訊因數
過去用於低光成像的領先技術是EMCCD相機，它在測量前使用電子倍增來克服相機的讀取雜訊，然而此倍增是隨機對測量的每個像素產生不同的乘法，因此引入了一個額外的雜訊因數，稱為過量雜訊因數，在統計模型中，這種額外的雜訊分佈具有將所有預乘法雜訊源增加√2倍或 41% 的效果，造成光子散粒雜訊隨著信號的增加而遞增。

因此在每像素2-3個光子以上的所有信號下，背照式CMOS相機比EMCCD的信噪比好，在10-100光子範圍內差異尤其顯著，此外EMCCD的唯一優勢僅為低讀取雜訊，因為背景光亦會因過量雜訊因數而遭受額外的光子散粒雜訊影響，所以只要有任何背景光存在，此項優勢將不復存在。

不過在單光子計數中（每像素最多1-2個光子的信號）， EMCCD的低讀取雜訊仍能提供良好的信噪比，因此在科研成像中仍佔有一席之地。

暗電流，冷卻起了什麼作用？
暗電流是在曝光過程中產生的熱雜訊，是由於電子從周圍的矽中進入像素井時，被檢測到而產生信號。讀出期間像素中暗電流電子的平均數量為「規格表」暗電流（以電子/像素/秒為單位）乘以曝光時間。

冷卻相機的主要目的為暗電流、同時減少熱像素（具有異常高暗電流的像素），不過，暗電流的重要性取決於使用的曝光時間，對於10ms或更短的短曝光，即使是高暗電流的無製冷相機，也可以提供良好的信噪比；但當曝光時間為100ms時，暗電流就會產生影響，無製冷相機的SNR會大大降低。

然而，冷卻程度（即達到的溫度）並非為極大的影響因素，因為在相同的感光元件溫度下，不同技術的相機，暗電流表現會有很大的差異，此外，讀取雜訊通常會在冷卻相機的典型<2s曝光中有著更大的影響。

小結：對於100ms至1s的曝光時間，相機通常需要冷卻以獲得低雜訊性能，然而感光元件的溫度並不是那麼重要，重要的是產生的暗電流；在>1秒的曝光時間時，低暗電流是至關重要的。