CMOS: binowanie a szum na przykładzie ASI 2600MM

[ko20]

19 hours ago, Behlur_Olderys said:

 

Trochę liczenia...

 

 

 

Jeden piksel łapie sygnał S z szumem odczytu N.

Przy binowaniu software'owym x2 jeden "piksel" o wielkości  2x2 oryginalnych zbiera sygnał 4*S z szumem 4*N.

 

Przy binowaniu sprzętowym jeden "piksel" o wielkości 2x2 oryginalnych zbiera sygnał 4*S z szumem N.

 

Tylko że w CCD N wynosi np. 8e, a w CMOS bardziej w okolicach 1e.

 

I wtedy się okazuje, że przy sprzętowym binx2 CCD mają i tak gorsze SNR niż CMOS bo 4x1 to wciąż mniej niż 8.

 

 

 

Jak do tego co napisałeś ma sie bin 1x1 i 2x2 w kamerze 294MM?

Według danych na stronie ZWO, w obu przypadakch szum odczytu jest w zasadzie taki sam, coś koło 2e dla gain 120. Wzrastaw tylko SNR i studnia przy przejsciu na binowanie 2x2. Jest to wiec czysto softowe binowanie czy jednak sprzętowe?

Kamera kolorowa nie ma tego, tam jest tylko dostępna rozdzielczość 11mpx.

 

[Herbert West]

@Piotr K. Jasne, zgadzamy się. Faktycznie ktoś mógł źle zrozumieć to, co napisałem. Dzięki za sprecyzowanie.

[kubaman]

Cos tu umyka i próbowałem już to powiedzieć wcześniej.

Zapodam taki kontrowersyjną tezę.

 

Zdjęcie pomniejszone w przeglądarce zyskuje na SNR

 

 

[Herbert West]

Kuba, twój wątek mnie wreszcie przekonał do przyjrzenia się bliżej resamplowaniu. Tu wyniki:

 

 

[count.neverest]

20 godzin temu, kubaman napisał(a):

Zapodam taki kontrowersyjną tezę.

 

Nic tu nie ma kontrowersyjnego, bo to oczywiste. 

[kubaman]

Oczywiste nie oczywiste

Dla mnie SNR ma wartość tylko kiedy wyciągam z surowego zdjęcia obiekty głębokiego nieba. Potocznie mówimy, że zdjęcie jest lepiej naświetlone. Realnie to chyba jest tak, że jest tam tyle samo zarejestrowanego światła, ale mniej szumu, co pozwala wyżej wyciągać surowy materiał. Co oznacza konieczność krótszego naświetlania i ogólnie lepszy efekt końcowy.  Być może obliczeniowo to działa identycznie jak resize w przeglądarce, ale z praktycznego punktu widzenia dla astrofotografii jedno ma konkretną wartość, a drugie to ciekawostka obliczeniowa. Jeśli softwareowe binowanie surowego materiału nie ma wpływu na efekt końcowy, to jest bezużyteczne. @Herbert West pisał w swoim wątku coś niecoś na ten temat, ale dla mnie ciągle nie ma precyzyjnej odpowiedzi na pytanie czy to ma jakiś większy sens (poza zmniejszeniem plików)

Edytowane 7 Lutego przez kubaman

[Krzysztof z Bagien]

Ale już dostałeś odpowiedź na to pytanie, i to nawet kilka razy - efekt jest w praktycznie taki sam, jak zmniejszenie tego potem na kompie (praktycznie, bo są różne algorytmy i niektóre dają nieco lepszy efekt niż inne, i na kompie masz nad tym większą kontrolę).

[Behlur_Olderys]

16 minut temu, Krzysztof z Bagien napisał(a):

Ale już dostałeś odpowiedź na to pytanie, i to nawet kilka razy - efekt jest w praktycznie taki sam, jak zmniejszenie tego potem na kompie (praktycznie, bo są różne algorytmy i niektóre dają nieco lepszy efekt niż inne, i na kompie masz nad tym większą kontrolę).

 

 

Praktycznie jest tak, że jak ustawisz binx2 na kamerze to masz gwarantowane poprawienie SNR. 

Jak będziesz chciał to robić na kompie z materiałem bin1 to tylko może Ci się to udać, ale nie musi.

 

Bo można tą poprawę osiągnąć tylko i wyłącznie robiąc resize zaraz po stackowaniu, i to tylko konkretnymi algorytmami, w szczególności average, który jest 1-1 odwzorowaniem tego, co robi bin2 w kamerze CMOS.

 

Resize w przeglądarce robi Ci się na wynikowym obrazku namalowanym przez PS, exterminatory i inne cuda wianki. Tutaj efekt jest moim zdaniem tylko ciekawostką. Wątpię, żeby liczenie SNR na takim malunku miało jakikolwiek sens.

[Herbert West]

Jak dla mnie, rezultat moich małych eksperymentów jest posty- binowanie CMOS jest zbędne. Jeżeli chcę uzyskać poprawę SNR to wolę to zrobić "ręcznie", wybranym przeze mnie algorytmem, na masterze.

[Krzysztof z Bagien]

18 minut temu, Behlur_Olderys napisał(a):

Bo można tą poprawę osiągnąć tylko i wyłącznie robiąc resize zaraz po stackowaniu, i to tylko konkretnymi algorytmami, w szczególności average, który jest 1-1 odwzorowaniem tego, co robi bin2 w kamerze CMOS.

Nie zgodzę się z tym stwierdzeniem, i to w kilku miejscach

 

Binning w kamerze może albo uśredniać sąsiednie piksele, albo je sumować, to zależy od kamery (jeżeli obraz po włączeniu binningu robi się jaśniejszy, to wartości pikseli są sumowane). Są nawet kamery, które pozwalają wybrać tryb binningu, ale przeważnie jest jedno z dwojga. Finalnie dużej różnicy nie będzie (suma będzie jaśniejsza niż średnia, ale średnią można rozjaśnić zwiększając gain).

 

Żeby SNR zmniejszonego zdjęcia nie wzrósł, to trzeba się chyba postarać i celowo wybrać bezsensowny algorytm (np. zostawiający tylko jeden piksel z każdych czterech, czy coś w tym stylu) - ale skoro mamy nad tym kontrolę, to możemy wybrać sensowny.

 

Po przejechaniu stacka eksterminatorami itp. pewnie faktycznie trudno oceniać SNR, szczególnie w porównaniu do nieprzejechanego, ale nawet tak przerobione zdjęcie na pomniejszeniu może w jakiś tam sposób zyskać - chyba, że np. całą robotę zrobił już NoiseXterminator. Poza tym to też raczej nie jest tak, że musimy fotę zmniejszyć zaraz po stackowaniu, a potem to już dupa, bo np. samo rozciągnięcie histogramu niczego nie zmieni raczej w tej materii. Wiem, czepiam się trochę

[Krzysztof z Bagien]

1 minutę temu, Herbert West napisał(a):

binowanie CMOS jest zbędne

W przypadku "zwykłego" astrofoto generalnie tak. Ale np. w EAA się przydaje.

[kubaman]

no właśnie o to mi cały czas chodzi 

resize to resize, ale żeby był dla nas zyskowny i równoznaczny z binowaniem w kamerze musi być zrobiony prawidłowo i co najważniejsze przed jakąkolwiek obróbką

tak mi się wydaje, choć HerbertWest sugeruje w swoim teście, że to ma tylko czasami sens (tego nie rozumiem)

 

a przy okazji - jak zrobię resize master flata i master darka, to dostąję przy kalibracji błąd w PIXie, że klatki kalibracyjne nie odpowiadają subom

[Herbert West]

Resize/downsample nie ma sensu, moim zdaniem, gdy SNR nie jest problemem- czyli jego poziom nas zadowala. Jak również, gdy mamy drobne detale, które częściowo utracimy na skutek redukcji rozdzielczości.

W przypadku obiektów na jakie ja zwykle poluję (bardzo ciemne, pozbawione drobnych szczegółów) sens wydaje się mieć.

 

EDIT: Jeżeli chcesz robić resize subów przed stakowaniem to powinieneś zmniejszyć już skalibrowane. Zrobiłem próbę dokładnie w ten sposób, ale uzyskane mastery miały dziwaczne gradienty i zarówno w moim przypadku jak i w jednym przypadku, który wyguglowałem, ewentualne korzyści ze zrobienia tego w ten sposób są marginalne i na granicy błędu. A kosztuje to sporo roboty.

Edytowane 7 Lutego przez Herbert West

[Michal_IAUZ]

1 godzinę temu, Krzysztof z Bagien napisał(a):

Binning w kamerze może albo uśredniać sąsiednie piksele, albo je sumować, to zależy od kamery (jeżeli obraz po włączeniu binningu robi się jaśniejszy, to wartości pikseli są sumowane). Są nawet kamery, które pozwalają wybrać tryb binningu, ale przeważnie jest jedno z dwojga. Finalnie dużej różnicy nie będzie (suma będzie jaśniejsza niż średnia, ale średnią można rozjaśnić zwiększając gain).

 

 

To prawda. O ile jeżeli chodzi o SNR to nie ma znaczenia czy binowanie to sumowanie czy uśrednianie, to ma to znaczenie przy formacie zapisu. Np kamery QHY wykonują binowanie przez sumowanie. Powoduje to że bardzo łatwo przekroczyć 16bit i "prześwietlić" wynikowy obraz z bin 2x2, pomimo tego że klatka przed binowaniem nie miała prześwietlonych pixeli. Niestety większość programów nie potrafi zapisywać klatek 32bit. Pomijam już fakt wielkośći plików przy zapisywaniu 32bit, bardzo szybko zapychają dysk.

Edytowane 7 Lutego przez Michal_IAUZ

[Herbert West]

A to ciekawe. Teoretycznie, każdy producent kamer CMOS powinien podawać jakiego algorytmu używa do binowania. Bo robi to soft a sposób odczytu danych z matrycy się nie zmienia.

[Behlur_Olderys]

1 godzinę temu, Krzysztof z Bagien napisał(a):

Żeby SNR zmniejszonego zdjęcia nie wzrósł, to trzeba się chyba postarać i celowo wybrać bezsensowny algorytm

wg tego, co pokazał @Herbert West jest sporo takich algorytmów w szczególności bilinear, spline'y i lanczos, które uważałem za dosyć dobre....

[Herbert West]

Trzeba pamiętać, że liczby zostały wyplute przez skrypty, które jakąś tam metodę mają, pewnie miarodajną do pewnego stopnia. Ale nie są alfą i omegą. Zawsze trzeba obejrzeć rezultat, podejść do obróbki i zobaczyć co się dzieje.