1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Ciao a tutti!
Sto ragionando sulle differenze tra binning hardware e software.

Supponiamo di avere un sensore CCD raffreddato bianco/nero 400x1000 da 10 micron e di fare una ripresa con temperatura e tempo fissato.

Verrà fuori, ovviamente, un'immagine 400x1000 'disturbata' da:
- bias (costante per tutti gli scatti) affetto però dal readout noise;
- segnale termico (lineare con il tempo e che raddoppia ogni 6°C) che ha una sua variabilità anche considerando un insieme di scatti con tempo e temperatura fissati;
Il tutto per ognuno dei 400.000 pixel, giusto?

A questo punto posso fare il binning 2x2 con uno dei tanti software a disposizione:
- il bias, una volta accorpato, è sempre lo stesso ma è affetto dal ...;
- ... readout noise. Il rapporto segnale/rumore tra bias e readout noise diminuisce di un fattore 2 (la radice quadrata dei 4 pixel sommati).
- le stesse considerazioni per il segnale termico il cui rapporto con la sua variabilità (il suo rumore) dimunuisce di un fattore 2.

Ma qual'è la differenza se il binning è eseguito a monte dall'hardware?
In questo caso ho 200x500 pixel 'virtuali' da 20 micron e:
- un solo readout noise per ciascun pixel grande e quindi un rapporto segnale(bias)/rumore(readout) quadruplicato.
- per il segnale termico e il suo rumore tutto invariato.

In pratica, tralasciando le questioni sulla risoluzione e sulle dimensioni dei file l'unico vantaggio è quello di avere un readout noise meno dannoso di un fattore 2.

Vi torna?


Danilo

letto velocemente, ma sì, mi torna

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{andreaconsole.altervista.org}¦ Ballscope 300/1500 DIY "John Holmes"

E dai, rileggilo più attentamente!!

Danilo

Mi ricordo che se ne era parlato tempo fa, ma non mi ricordo il titolo della discussione. Mi sembra di ricordare che un reale binning hardware non ci possa essere mai, ma che il binning possa essere più o meno vicino ad un binning hardware a seconda di come è implementata l'elettronica della fotocamera e di quanto sia efficiente a questo riguardo il driver specifico del produttore. In ogni caso c'è un miglioramento del rapporto segnale/rumore.

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“Ciò che non ha termine non ha figura alcuna” Leonardo da Vinci

Quando dici che un reale binning hardware non ci possa essere mai probabilmente intendi che la capacità massima (fwc) non è quadrupla ma rimane la stessa.
E' questo l'unica cosa che manca per un binning completo? Vale a dire per un'equivalenza tra un pixel grande e 4 pixel piccoli accorpati?

Danilo

Dunque, la capacità di accumulare le cariche per ciascun pixel rimane per forza la stessa. Se ci sono 4 pixel accanto e ciascuno può accumulare 100 cariche (è un numero a caso per capirsi) se ciascuno riceve 100 cariche il totale sarà 400, come nel caso di un singolo pixel di dimensioni 4x4. La differenza accade quando la luce colpisce ad esempio solo uno spigolo del sensore unico di dimensioni 4x4, in questo caso la capacità rimane 400, mentre nel caso del binning la luce cade solo sul pixel d'angolo e qiuindi quel pixel con 100 cariche è saturo, gli altri tre non ricevono nulla e non possono accumulare nulla. Quindi alla fine il discorso si sposta e va a cadere sul campionamento dell'immagine.

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“Ciò che non ha termine non ha figura alcuna” Leonardo da Vinci

E' un po' di tempo che volevo fare qualche prova a riguardo perché ho il forte sospetto che tra binning HW e SW non cambi praticamente nulla.
Ma tu sei sicuro che il readout sia inferiore nel Bin hw?

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Strumentazione
Newton TS 6" - RC 8 GSO - MN 180/1000 Skywatcher - Zen schmidt camera 250 F/3
Simak 240/1310 Zen - Konus Vista arancione (acro 80/400) - SolarAlpha 120
Vixen NEXSXD - iOptron G70
Canon 450D - Magzero 9- QHY8L- Lodestar II - Moravian G3 6300

Sicuro no, ma ho letto che se il binning hardware è fatto come si deve, allora gli n pixel binnati sono letti tutti insieme con un solo errore di lettura.
Ma non so se è sempre così per tutte le camere.
Certo che se così non fosse non ci sarebbe differenza tra binning hardware e software.

Se hai un CCD di cui vuoi calcolare il readout noise e vedere se ci sono differenze tra binning hardware e software puoi fare così:
prendi un bel po' di bias e li medi, poi fai la differenza tra uno e la media: quello che viene fuori è una misura del readout noise.
E poi confronti le due procedure con binning hardware e software.

Dovrebbe funzionare così, ma io non l'ho mai fatto anche perchè per ora ho solo una Canon non raffreddata.

Danilo

I pixel adiacenti non possono delocalizzare le cariche tra di loro nella fase di esposizione, nemmeno facendo il binning. Ci vorrebbe un chip fatto apposta, tipo quelli che usano per le reti neurali, che possono venire modificati nelle connessioni riprogrammandoli. Alla fin fine i chip sono progettati ed ottimizzati per essere usati alla massima risoluzione, non nascono mai per un impiego prettamente astronomico.
Aggiungo che una cosa è leggere tutti i pixel assieme e fare un solo errore di lettura, un'altra è delocalizzare le cariche su pixel adiacenti in fase di esposizione. La prima si può fare ed è quella che dovrebbe essere fatta col binning, la seconda no, e sarebbe il vero binning hardware.

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“Ciò che non ha termine non ha figura alcuna” Leonardo da Vinci

Ho recuperato il topic dove la cosa è stata a lungo dibattuta
viewtopic.php?f=5&t=62734

Roberto

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Roberto Volpi
Mi piace il lavoro, mi affascina. Potrei stare per ore seduto ad osservarlo...(Jerome Klapka Jerome)

La mia galleria fotografica http://www.robertovolpi.com/
Chi sono e altro http://www.webalice.it/robertov55/ (vecchio sito)