Skutečný důvod, proč snímky z barevných kamer působí zeleně: kvantová účinnost, ne Bayerův poměr

Při pořizování astronomických snímků často zjišťujeme, že soubory Raw z OSC (barevné kamery) nebo lineární snímek po integraci vykazují výrazně zelený nádech. Při dřívějších diskuzích o tomto jevu bylo nejčastějším vysvětlením: „Zelené pixely tvoří v Bayerově matici (Bayer Array) 50 %, tedy dvojnásobek červených a modrých pixelů, takže je přirozeně zelenější.“

Podle nedávno sdíleného názoru Seti Astro však toto tvrzení není z pohledu logiky zpracování signálu přesné.

Bayerův poměr zvyšuje SNR, ne průměrný jas

Ve skutečnosti nemá zelený nádech snímku přímou souvislost s poměrem počtu pixelů.

V algoritmu „debayerizace (Debayering)“ software doplňuje barevnou informaci pomocí průměrné hodnoty okolních pixelů, nikoli sečtením hodnot. To znamená: dvojnásobek zelených pixelů zvyšuje poměr signálu k šumu (SNR) a prostorové rozlišení zeleného kanálu, čímž je obraz jemnější; ale nezpůsobuje to zdvojnásobení „průměrného jasu“ daného kanálu.

Jinými slovy, to, že je v Bayerově matici dvakrát více zelené, znamená přínos v kvalitě, nikoli příčinu toho, proč je snímek „zabarvený do zelena“.

Skutečný důvod: rozdíl v kvantové účinnosti snímače

Skutečné jádro věci spočívá v rozdílu „kvantové účinnosti (QE)“ snímače.

Ze spektrální odezvové křivky je vidět, že citlivost většiny křemíkových snímačů na pásmo zeleného světla je mnohem vyšší než na červené a modré světlo. Proto je za stejných expozičních podmínek elektronický signál (hodnota ADU) vytvářený zelenými pixely od přírody mnohem silnější než u ostatních kanálů.

K tomu se přidává, že astronomické syrové soubory kvůli zachování vědecké přesnosti obvykle předem neuplatňují korekční váhy vyvážení bílé – na rozdíl od běžných denních fotoaparátů, které si vyvážení nejprve provedou přímo v přístroji – takže tato fyzikální odchylka citlivosti zůstává zcela zachována, a proto vzniká vizuálně vnímaný zelený nádech.

Pochopení tohoto bodu je pro následné zpracování ve skutečnosti velmi užitečné: zelený nádech neznamená, že je kamera vadná, ani není „vrozenou vadou“ Bayerovy matice, ale jde o normální jev daný tím, že váhy barevné korekce ještě nebyly použity. Jakmile v lineární fázi dokončíte barevnou korekci, tato zelená vrstva se přirozeně vyváží zpět.