Spotkanie u studni... potencjału: przypadek ASI2600

[Kapitan Cook]

17 godzin temu, Duser napisał:

Z powodu dużej matrycy i małych pikseli użycie bin 2 pozwala zachować nadal przyzwoitą rozdzielczość i ostrość detali  przy zdecydowanym zmniejszeniu rozmiarów pliku, dodatkowo znacznie rośnie studnia , co jest bardzo odczuwalne ( gwiazdy nie przepalają się już tak szybko)

 

czy chodzi tutaj o to , ze przy zachowaniu takiego samego poziomu naswietlenia mgławicy w bin 1 sa przepalone gwiazdy a bin 2 nie ?

 

[OnlyAfc]

20 minut temu, Adam87 napisał:

czy chodzi tutaj o to , ze przy zachowaniu takiego samego poziomu naswietlenia mgławicy w bin 1 sa przepalone gwiazdy a bin 2 nie ?

 

Jak coś, to nie jestem tutaj ekspertem, ale z tego co czytałem, to wygląda to tak, że jeśli zastosujemy bin2, to zwiększamy rozmiar studni, czyli realnie ilość elektronów, które pixel przyjmie (w przypadku bin2, mamy 4 pixele zamiast 1). W przypadku ASI 2600 mamy studnię 50ke, czyli 50 tyś elektronów.

Jak zrobimy bin2, ta wartość oczywiście rośnie, ale maleje rozdzielczość, bo zamiast 4 pixeli, mamy 1.

Tak więc odpowiadając na twoje pytanie, tak o wiele trudniej przepalić gwiazdki w bin2 niż bin1, chociaż w przypadku tej kamerki, te 50ke to jest dużo.

[Grzędziel]

1 minutę temu, OnlyAfc napisał:

Tak więc odpowiadając na twoje pytanie, tak o wiele trudniej przepalić gwiazdki w bin2 niż bin1, chociaż w przypadku tej kamerki, te 50ke to jest dużo.

Teoretycznie tak, ale pod warunkiem, ze gwiazdka zaświetla tylko jeden pixel. Weźmy gwiazdkę z której w jednostce czasu "spływa" 200 ke. Jeśli dobry seeing, optyka i tracking pozwolą, że jej obraz będzie zdefiniowany tylko na jednym pixelu to oczywiście się przepali. Ale jeśli rozleje sie na 4 pixele to wszystkie elektrony się w studni zmieszczą. Ponieważ w praktyce zawsze jasne gwiazdki się rozlewają na wiele pikeli to wychodzi na to samo.

Takie analizy mają fundamentalne znaczenie w precyzyjnej fotometrii, gdzie nie można doprowadzać do przepełnienia studni. W astrofotografii przepełnienie studni jest niepożądane w składaniu RGB. Z przepełnionej zawsze kolor wyjdzie biały. W obrazowaniu monochromatycznym nie ma to wielkiego znaczenia.

[Kapitan Cook]

53 minuty temu, Grzędziel napisał:

W obrazowaniu monochromatycznym nie ma to wielkiego znaczenia.

 

O co chodzi? Jeśli złożymy 3 kolory i na każdym bedzie przepał to ostatecznie gwiazda też będzie biała. Są jakieś sposoby aby to obeść w składaniu rgb ?

[OnlyAfc]

Godzinę temu, Grzędziel napisał:

Ponieważ w praktyce zawsze jasne gwiazdki się rozlewają na wiele pikeli to wychodzi na to samo

Zawsze myślałem, że przepełnienie studni powoduje przepalenie środka i właśnie rozlanie się gwiazdki na sąsiednie pixele. 

 

[count.neverest]

W CMOS nie dodaje się studni. Bin x2 w cmosach to dokładnie to samo co resize pliku. Sumowanie wartości pikseli zachodzi już po ADC. Jeśli piksel kamery ma 50ke- to nie ma siły, żeby było więcej.

W CCD piksele są fizycznie połączone, więc SNR wzrasta 4-krotnie- sumowanie wartości z 4 pikseli i szum odczytu tylko 1 raz.

[Grzędziel]

22 minuty temu, OnlyAfc napisał:

Zawsze myślałem, że przepełnienie studni powoduje przepalenie środka i właśnie rozlanie się gwiazdki na sąsiednie pixele. 

 

Dobrze myślałeś, ale to nie jedyna przyczyna rozlewania sie gwiazdek. Tak jak pisałem dochodzą błędy optyki, trackingu i seeing. Ale nieprzepełnienie studni pozwala na uzyskanie koloru gwiazdki także w środku jej obrazu.

[Duser]

5 godzin temu, count.neverest napisał:

W CMOS nie dodaje się studni. Bin x2 w cmosach to dokładnie to samo co resize pliku. Sumowanie wartości pikseli zachodzi już po ADC. Jeśli piksel kamery ma 50ke- to nie ma siły, żeby było więcej.

W CCD piksele są fizycznie połączone, więc SNR wzrasta 4-krotnie- sumowanie wartości z 4 pikseli i szum odczytu tylko 1 raz.

Czy aby na pewno ?

 

[count.neverest]

16 minut temu, Duser napisał:

Czy aby na pewno ?

 

Szum odczytu, rozdzielczość i rozmiar piksela są dla mnie jasne. Natomiast opisana studnia już nie. Bo przy zastosowaniu binningu 2 (4 piksele), gdzie szum odczytu wynosi 3,5e, będzie: RN=4 x 3,5/sqrt(4), co daje 7. I to się zgadza w CMOS, bo RN wzrasta tylko 2x i zgadza się z tabelą. Moim zdaniem jest to tylko FWC x4. Bo jeśli 4 sąsiednie piksele, w natywnej rozdzielczości zostaną przepalone, to zbinowane również. Zlicznie odbywa się na etapie cyfrowym. Może @Marek_N nam pomoże zrozumieć wartości z tabeli?

[danon]

16 godzin temu, OnlyAfc napisał:

ASI 2600 mamy studnię 50ke, czyli 50 tyś elektronów

Taka studnia jest na gain 0. Na gain 100 jakim autor palił, studnia jest dużo mniejsza. 

 

15 godzin temu, Adam87 napisał:

Są jakieś sposoby aby to obeść w składaniu rgb ?

Naświetlać krócej rgb. I tak się najczęściej robi. 

[Behlur_Olderys]

3 godziny temu, danon napisał:

Taka studnia jest na gain 0. Na gain 100 jakim autor palił, studnia jest dużo mniejsza.

 

Fizyczna "studnia" jest ta sama niezależnie od gainu, tylko przetwornik szybciej doliczy do maksa. Fizyczne przelewanie się ładunku między pikselami to bardziej w CCD (blooming), w CMOS są inne efekty za to odpowiedzialne, chociażby crosstalk. To bardziej "przenikanie" niż "rozlewanie"...

 

 

 

[Duser]

Znalazłem ciekawą wypowiedź dotyczącą biningu w CMOS i CCD. Warto przeczytać 

https://www.cloudynights.com/topic/679596-cmos-binning-imx455/

[danon]

2 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

Fizyczna "studnia" jest ta sama niezależnie od gainu, tylko przetwornik szybciej doliczy do maksa

No tak racja, tak skrótowo pomyślałem na zasadzie podzielenia wartości studni przez krotność zczytywania

Edytowane 17 Lipca 2021 przez danon

[Piotr4d]

Mnie bardziej intryguje ta grafika/wykresy.

 

Przy gain 100 jest nieco ponad 0,2-e/ADU ( brak opcji UG wzmocnienie jednostkowego ) i studnia 15k, to ile fotonów trzeba żeby ja wypełnić przy QE 90%?

Te rzeczone 16bit ADC, to tak naprawdę co daje, skoro DR stops jest na poziomie 13,5?

[Behlur_Olderys]

2 godziny temu, Piotr4d napisał:

 

Przy gain 100 jest nieco ponad 0,2-e/ADU ( brak opcji UG wzmocnienie jednostkowego ) i studnia 15k, to ile fotonów trzeba żeby ja wypełnić przy QE 90%?

Te rzeczone 16bit ADC, to tak naprawdę co daje, skoro DR stops jest na poziomie 13,5?

 

Studnia jakieś 13-14k bardziej, bo to skala logarytmiczna.

 

0,2 e / ADU to prawdopodobnie akurat tle, żeby zapełnić cały przetwornik 65535 ADU.

 

Jak wiadomo, przy QE na poziomie 90% wystarczy 16,5k fotonów żeby zapełnić "studnię" 15k, ale to chyba było pytanie retoryczne?

 

Na najniższym gainie mamy poniżej 1e/ADU, też pewnie w sam raz, żeby przy 50k studni zapełnić cały przetwornik. Szum powoduje, że realnie wystarczyłoby pewnie 14b, nie chcę tłumaczyć producentów, ale pewnie i tak lepiej dać więcej niż mniej... Trochę marketing a trochę wygodny zapas.

 

 

UG czyli 1ADU albo i mniej, na 1 elektron - takie wzmocnienia to wydają się przydatne, gdy full well nie mieści Ci się w przetworniku. Np masz 100k studnię i przetwornik 16b - siłą rzeczy nie zmieścisz wszystkiego, szum i tak pogarsza Ci DR (o czym przed chwilą było) więc jak dasz gain większy niż 1ADU/e to i tak nic nie tracisz, a oszczędzasz na przetworniku. 

 

Wydaje się więc że podejście przy projektowaniu CCD i CMOS jest tutaj dość spójne

 

 

[danon]

@Behlur_Olderys z tego co czytałem to nawet w słynnym kaf 8300, licząc szumy i wszystko, dynamika w wypadała około 12 dr. Więc czyżby te legendy o 16 bit power były trochę nadwyrost? 

[tex88]

Oprócz offtopa to co wynika dla szarego człowieka z tej rozmowy na temat ASI2600 ?

[Piotr4d]

1 godzinę temu, Behlur_Olderys napisał:

Wydaje się więc że podejście przy projektowaniu CCD i CMOS jest tutaj dość spójne

Fizyki nie przeskoczysz i na tym zasadza się całe podobieństwo.

 

W konkretnym przypadku 100 fotonów (QE90%) wyzwala 90-e, a te z kolei  450ADU. 3300 fotonów wypełni po ADC studnię 15k .

Dobrze kminię?

 

Wychodzi mi, że cała magia sprowadza się do głębokości studni.

Gdyby np. asi1600 miała studnię na poziomi zbliżonym do 2600, to przy gainie 250 parametry egain i read noise były by na bardzo zbliżonym poziomie. Oczywiście pozostaje kwestia sprawności QE i "uboższego" przetwornika ADC. Ale magii w tym nie widzę.

Z kolei teoretyczny (bo go nie ma) UG w 2600 położył by matrycę na łopatki. Do tego dochodzi błąd kwantyzacji związany ze zliczaniem ładunków i mój sceptycyzm rośnie.

Oczywiście to cały czas jest świetna kamer z genialnym QE, wysoką dynamiką i brakiem amp glow.

 

 

 

 

[Piotr4d]

Brawa dla moderatora za wydzielenie i genialny tytuł wątku

[Behlur_Olderys]

11 minut temu, Piotr4d napisał:

W konkretnym przypadku 100 fotonów (QE90%) wyzwala 90-e, a te z kolei  450ADU. 3300 fotonów wypełni po ADC studnię 15k .

Dobrze kminię?

 

 

Nie, bo studnia między się w elektronach a nie ADU.

Jeśli podają full well na poziomie 13ke przy gainie 0.2 to znaczy, że - powiedzmy - około 14300 fotonów wpadnie, pojawi się 13k elektronów, które zapełnią studnię, a mnożąc to razy 5 (czyli dzieląc przez 0.2) dostaniesz max przetwornika, czyli dla 65535 dla 16b.

 

Innymi słowy:

full well [e-] = 65535 ADU * gain [e-/ADU]

 

 

 

 

 

 

[Piotr4d]

OK, rozumiem błąd. Utożsamiłem ADU ze studnią. Przy UG wszystko jest proste 

 

[Duser]

Widzę ze macie temat zdecydowanie głębiej przerobiony ode mnie. Póki co rozważania zeszły jednak na temat zależności między parametrami matrycy.   Może jednak doczekamy się jakichś konkluzji? Np czy jest sens palić tą kamerą w bin2 ? 

[Behlur_Olderys]

9 minut temu, Duser napisał:

Np czy jest sens palić tą kamerą w bin2 ? 

 

Odpowiedź na to pytanie z mojej strony (teoretycznej oczywiście ) :

- jeśli interesuje cię szybkość akwizycji to tak (ale zakładam że jednak nie )

- w przeciwnym razie:

-- jeśli binning jest software-owy to nie

-- jeśli binning jest hardware-owy (jak w CCD) to tak 

-- jeśli jest to jakaś kombinacja tych dwóch to raczej tak

 

Nie wiem, jak to jest w nowszych kamerach CMOS, (pamiętam było coś w rodzaju hardware binning, ale nie taki wprost dostępny dla użytkownika). Raczej bym na to nie liczył, więc moja odpowiedź - ostateczna - niech brzmi: nie, nie opłaca się

 

 

 

 

 

 

[Piotr4d]

36 minut temu, Behlur_Olderys napisał:

full well [e-] = 65535 ADU * gain [e-/ADU]

A gdzie wsadzić  wielkość DR stops, która nie jest tożsama bitom ale  w uproszczeniu sprowadza się do podobnych wartości. W tym przypadku jest to około 13.5.

18 minut temu, Duser napisał:

Widzę ze macie temat zdecydowanie głębiej przerobiony ode mnie. Póki co rozważania zeszły jednak na temat zależności między parametrami matrycy.   Może jednak doczekamy się jakichś konkluzji? Np czy jest sens palić tą kamerą w bin2 ? 

Piotrek spokojnie dojdziemy i do bin2, tylko @Behlur_Olderys jeszcze parę razy wyprowadzi mnie z błędu 

 

Edit: O i bin też ogarnięty.

Edytowane 17 Lipca 2021 przez Piotr4d

[Kapitan Cook]

Ja tylko chce zauważyć że nie wiem jakim cudem ale zostałem autorem tego wątku