Skocz do zawartości

Gain i Offset - o co chodzi?


isset

Rekomendowane odpowiedzi

Hej, szukałem w sieci jakiś sensowny opis gainu i offsetu w kamerach CCD i jakoś nie trafiłem na dostateczne wyjaśnienie.

Czy możecie mi wytłumaczyć co to jest ten gain i offset i dlaczego właściwe wyznaczenie tego jest takie ważne?

Co się stanie, kiedy któraś z wartości będzie ustawiona niewłaściwie?

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

To bardzo proste. Kamera generuje dla każdego piksela jakieś tam wartości analogowe z jakiegoś zakresu. Podczas odczytu natomiast masz do dyspozycji tylko określony zakres wartości przetwornika ADC, zależny od ilości bitów - np 65536 dla 16 bit, a 4096 dla 12 bit. Gain i offset to parametry, które decydują o tym, jak skalowane będą wartości jasności pikseli na te wartości, którymi operuje przetwornik i które będą zapisywane do pliku (wartości ADU).

Gain to jest mnożnik. Wartości piksela są mnożone przez odpowiednią liczbę gain (gain może być w różnych jednostkach, ale generalnie im większy tym bardziej mnoży). Offset to natomiast przesunięcie, czyli stała wartość dodawana do wyniku.

Czyli zwiększając gain rozciągasz histogram, a zwiększając offset przesuwasz go w prawo.

Podstawową sprawą przy doborze tych parametrów jest to, żeby lewa strona histogramu nie była obcięta, ale też, żeby nie zostawić niepotrzebnej "dziury". Natomiast prawa strona histogramu zależy już od potrzeb - jeśli chcesz skorzystać z całego zakresu pracy matrycy (całej studni), to ustawiasz taki gain, żeby maksymalnie nasycone piksele miały wartości prawie maksymalne (względem tego co posłałem na początku, czyli np trochę mniej niż 65536 dla 16 bit), ale żeby żaden piksel nie osiągał pełnej wartości, bo wtedy zaczynasz obcinać informacje (zwiększać przepalenie).

Możesz chcieć też dać większy gain, czyli obciąż zakres studni, ale dla cmosów poskutkuje to zmniejszeniem się szumów odczytu (im wyższy gain, tym on mniejszy). Jest to więc kompromis - duży gain to mniej szumu, ale mniejsza studnia, czyli np bardziej przepalone jasne gwiazdy.

Kamery ASI i QHY mają do dyspozycji presety wyznaczone przez producenta, które warto używać, bo nie trzeba sobie zawracać głowy. Mają one odpowiednio dobrany offset dla danego gaiu. Te presety w wypadku ASI to:

-lowest redout noise - max gain, najniższy szum, ale też mała dynamika

-high dynamic range - minimalny gain, więcej szumu, ale pełna dynamika

-unity gain - odpowiednia wartość pośrednia, która daje nam jeden elektron na jedno ADU. To taka wartość, która w pełni wykorzystuje rozdzielczość bitową przetwornika ADC. Gdy gain jest większy, to ilość możliwych wartości, jakie wyjdą z przetwornika staje się mniejsza, niż ich rozdzielczość (czyli np mniejsza od 4096 dla 12 bit).

 

Zasadniczo dla większości kamer CMOS moim zdaniem najlepszym kompromisem jest ustawienie unity gain. Ale w zależności co robisz i jakie czasy stosujesz, możesz mieć inne potrzeby. Jeśli preferujesz długie klatki dla cmos, to trzeba dać high dynamic range, bo inaczej wszystko przepalisz.

  • Lubię 6
  • Dziękuję 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

14 minut temu, Tayson napisał:

Proszę ;-)

http://www.astro-foto.pl/index.php/astrofotografia-porady/14-gain-offset

Ja dla swojej qhy8l używałem żarówki 15w z 2-3metrow. Kamera bez obiektywu. 

No właśnie, ja się skupiłem na CMOS, a w CCD to trochę inna kwestia :) Dla CCD sprawa jest zasadniczo prostsza, bo mamy przetwornik 16 bit i jedynym słusznym ustawieniem jest takie, które pokryje cały zakres dynamiczny. Dlatego w CCD wyznaczasz te parametry raz na zawsze. Niektórzy producenci (np Atik) odwalili tę robotę za nas i ich kamery nie umożliwiają zmiany gainu i offsetu, bo jest on dobrany fabrycznie. Natomiast dla CMOS sprawa jest bardziej skomplikowana, jak pisałem wyżej, bo z uwagi na mniejszą ilość bitów przetwornika robi nam się kilka możliwości.

  • Lubię 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

1 godzinę temu, wessel napisał:

Isset, a których kamerach CCD masz dostępny Gain i Offset do zabawy? Bo pytasz o CCD jak zrozumiałem?

Kamera, którą posiadam ma możliwość zmiany - qhy8l :)

 

Dziękuję bardzo za wyjaśnienie, czytam linki, przeczytałem odpowiedź Mateusza. Trochę już coś tam świta. 

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • 3 tygodnie później...
W dniu 17.03.2020 o 16:41, MateuszW napisał:

Niektórzy producenci (np Atik) odwalili tę robotę za nas i ich kamery nie umożliwiają zmiany gainu i offsetu, bo jest on dobrany fabrycznie.

W ramach ciekawostki, śmiem twierdzić, że np w Atik Titan, moim zdaniem z obserwacji, do czasu 1,3s był pewnie unity gain a poniżej czyli 1,2 i mniej wskakiwał większy. Podobnie było przy parametrze Pre w akwizycyjnym ARTEMIS, tam ewidentnie wskakiwał dużo wyższy gain. Taka nieprzydatna ciekawostka :D 

  • Lubię 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dołącz do dyskusji

Możesz dodać zawartość już teraz a zarejestrować się później. Jeśli posiadasz już konto, zaloguj się aby dodać zawartość za jego pomocą.

Gość
Dodaj odpowiedź do tematu...

×   Wklejono zawartość z formatowaniem.   Usuń formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Odnośnik został automatycznie osadzony.   Przywróć wyświetlanie jako odnośnik

×   Przywrócono poprzednią zawartość.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz bezpośrednio wkleić grafiki. Dodaj lub załącz grafiki z adresu URL.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...

Powiadomienie o plikach cookie

Umieściliśmy na Twoim urządzeniu pliki cookie, aby pomóc Ci usprawnić przeglądanie strony. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wyrażasz na to zgodę.