Ruidos de detección

A la señal científica se superponen señales parásitas y ruidos. Un ruido está caracterizado por su carácter aleatorio y las propiedades estadísticas correspondientes.
Una señal parásita tiene las propiedades de una señal y no de un ruido.

La naturaleza cuántica de la radiación muestra el problema que ocurre si se intenta describir una intensidad luminosa por una cantidad analógica ya que los portadores de carga están cuantificados.
Se muestra que la estadística de llegada de fotones sigue la distribución de Poisson. Cuando se esperan fotones, el valor promedio observado es y la fluctuación es alrededor de este promedio. Entonces, la razón señal ruido está determinada por un flujo de fotones igual a :

En óptica, se habla de ruido de fotones.

El ruido de fondo representa el ruido de fotones de la luz parásita superpuesta a la señal científica. Como el ruido cuántico, está ligado a las fuentes (aquí parásitas) y no al detector. En el infrarrojo, está dominado por el entorno cálido que ve el detector.

El ruido térmico proviene de la agitación térmica de los portadores de carga del detector. Es nulo en promedio pero su desviación estándar aumenta con la temperatura.
Este ruido, como los siguientes, depende del detector y de la cadena de detección.

El proceso de lectura contribuye al ruido de lectura. Por ejemplo, cuando los fotoelectrones son transferidos a lo largo de una columna hacia un registro de lectura en una cámara CCD. Se cuantifica el ruido de lectura por su desviación estándar en cantidad de fotoelectrones por píxel. Un valor típico es de algunos fotoelectrones por píxel.

La electrónica de amplificación introduce una ganancia cuyo valor no es fijo sino que depende de varios ruidos.

La señal analógica es convertida finalmente en una señal numérica, codificada sobre elementos de información (permitiendo solamente valores de codificación).
Una señal contenida entre 0 y presentará una resolución máxima de (por culpa de la codificación y para respectar el criterio de Shannon ).