تفاوت Bin در ZWO و QHY، و اصول ادغام پیکسلها با نرمافزار
در نوشتهٔ پیشین دربارهٔ روش عملی ادغام پیکسلها (Bin) با نرمافزار صحبت کردم؛ این نوشته اما به اصول آن میپردازد: چرا رفتار Bin در دوربینهای دو شرکت ZWO و QHY با هم فرق دارد، و چرا «انجام Bin روی کامپیوتر» نسبت به «انجام Bin روی دوربین» کمتر باعث از دست رفتن دادهها میشود.
مقدار پیشفرض Bin در ZWO و QHY فرق دارد
ZWO 6200mm و QHY600M را مثال میزنیم: هر دو در واقع از یک حسگر Sony IMX455 BSI استفاده میکنند، اما رفتار پیشفرض Bin در آنها یکسان نیست:
- ادغام پیکسل در ZWO فقط «میانگینگیری پیکسلها» را انجام میدهد. میتوانید با همان پنل flat با روشنایی یکنواخت عکس بگیرید و خواهید دید که روشنایی پیش و پس از Bin تقریباً یکسان است — و همین نشانهٔ میانگینگیری است.
- ادغام پیکسل در QHY اما بهطور پیشفرض «جمع پیکسلها» است (شبیه رفتار حسگرهای CCD سنتی) و البته میتوان آن را به میانگین هم تغییر داد.
توجه کنید که اگر QHY روی جمع تنظیم شود، مقادیر ممکن است از 16bit فراتر بروند؛ در این حالت باید فرمان خواندن را تغییر دهید و انتقال 32 بیتی را فعال کنید تا دادههای کامل بیرون بیاید. افزون بر این، روش ZWO هم برای دوربینهای تکرنگ و هم برای دوربینهای رنگی کاربرد دارد؛ اما Bin جمعی QHY فقط برای دوربینهای تکرنگ کاربرد دارد.
چرا منطق Bin کردن یا نکردن روی CMOS با CCD فرق دارد
در دوربینهای CMOS، هدف اصلی از تنظیم Bin در نرمافزار یا میانافزار (firmware) در لحظهٔ عکاسی، کاهش حجم فایل یا بالا بردن نرخ فریم است. اما باید به رفتار نویز خواندن (read noise) توجه کنید:
- CMOS: پس از Bin، نویز خواندن دو برابر میشود؛
- CCD: پس از Bin، نویز خواندن برعکس کاهش مییابد.
این تفاوت بنیادی CMOS و CCD در موضوع Bin است و همچنین دلیل اینکه در دوران CMOS، انگیزهٔ «Bin کردن در سمت دوربین» به اندازهٔ دوران CCD قوی نیست. ادغام پیکسل در CMOS در واقع مناسبتر است که به مرحلهٔ پسپردازش موکول شود و در نرمافزار انجام گیرد؛ نتیجه هم بهتر است.
مزایا و معایب انجام Bin در نرمافزار روی کامپیوتر
بردن Bin به داخل نرمافزار کامپیوتر چند مزیت واقعی دارد:
1. نسبت سیگنال به نویز را به همان اندازه بالا میبرد، اما محاسبات انعطاف بیشتری دارد
Bin نرمافزاری هم به همان صورت 2 برابر بهبود در نسبت سیگنال به نویز (SNR) میدهد، ضمن اینکه کارایی محاسباتی کامپیوتر بهتر است و الگوریتمهای قابل انتخاب هم بیشترند.
2. هیچ دادهای دور ریخته نمیشود
این نکتهٔ کلیدی است. آنچه میانگینگیری در نظام دودویی نامیده میشود، در واقع «جمع کردن و سپس تقسیم بر 4» (با مثال Bin 2) نیست. جمع چهار عدد دودویی 16 بیتی به 18 بیت نیاز دارد (سرریز رخ میدهد، چون از 16 بیت فراتر میرود)، و تقسیم بر 4 در نظام دودویی در واقع همان جمع کردن و سپس دور ریختن دو بیت کمارزش است (معادل انتقال نقطهٔ اعشار به اندازهٔ دو رقم به سمت چپ).
بنابراین اگر کاربر ZWO مستقیماً روی دوربین Bin را تنظیم کند، این بخش از دادهها را از دست میدهد؛ کاربر QHY هم باید انتقال 32 بیتی را فعال کند تا دادههای کامل به کامپیوتر برسد، وگرنه آن بخشی که سرریز کردهاست به همان شکل دور ریخته میشود. در مقابل، وقتی Bin روی کامپیوتر انجام شود، محاسبه با 32 بیت صورت میگیرد، هیچ دادهای از دست نمیرود و عمق چاه (full well) و عمق بیت بهطور کامل حفظ میشود.
3. بهای آن، انتقال و ذخیرهٔ دادههای بیشتر است
ادغام پیکسل، تفکیکپذیری را فدا میکند و تیزی تصویر پایین میآید، اما حجم فایل بهشدت کوچک میشود. از سوی دیگر، اگر در سمت دوربین Bin نکنید، باید دادههای بیشتری منتقل کنید و فضای بیشتری هم برای ذخیرهٔ فایلهای اصلی صرف کنید. این همان بهایی است که هنگام انتخاب «Bin در سمت کامپیوتر» باید بپردازید — نخست فایلهای اصلی بزرگتر را به دوش میکشید و در عوض، هنگام پسپردازش انعطافی کامل و بدون هیچ افتی به دست میآورید.
توضیح تکمیلی
برای توضیح فعالسازی انتقال 32 بیتی در QHY میتوانید به دفترچهٔ راهنمای رسمی مراجعه کنید. توجه کنید که این قابلیت تنها در چند مدل جدیدتر (مانند QHY600، QHY268، QHY411، QHY461 و مانند آن) پشتیبانی میشود.