Het verschil in Bin tussen ZWO en QHY, en hoe softwarematige pixelbinning werkt

Het vorige artikel behandelde de praktische werkwijze van softwarematige pixelbinning (Bin); dit artikel gaat dieper in op de principes: waarom de camera’s van de twee fabrikanten, ZWO en QHY, verschillend Bin-gedrag vertonen, en waarom “Bin op de computer doen” minder snel gegevens verliest dan “Bin op de camera doen”.

De standaardwaarden voor Bin van ZWO en QHY zijn verschillend

Neem de ZWO 6200mm en de QHY600M als voorbeeld: beide gebruiken eigenlijk dezelfde Sony IMX455 BSI-sensor, maar hun standaard Bin-gedrag is niet gelijk:

1. De pixelbinning van ZWO doet alleen een “pixelgemiddelde”. U kunt met hetzelfde, gelijkmatig verlichte flatpaneel fotograferen en zult merken dat de helderheid vóór en na de Bin grotendeels gelijk is — dat is het kenmerk van het middelen.
2. De pixelbinning van QHY is daarentegen standaard een “pixelsom” (vergelijkbaar met het gedrag van traditionele CCD’s), maar kan natuurlijk ook op middelen worden omgeschakeld.

Let op: als QHY op sommeren wordt ingesteld, kunnen de waarden 16 bit overschrijden; dan moet u het uitleescommando aanpassen en de 32-bits overdracht inschakelen om de volledige gegevens naar buiten te kunnen sturen. Bovendien geldt de aanpak van ZWO voor zowel monochroom- als kleurencamera’s, terwijl de sommeer-Bin van QHY alleen voor monochroomcamera’s geldt.

Waarom de vraag of u op CMOS wel of niet Bint, een andere logica volgt dan bij CCD

Bij CMOS-camera’s is het instellen van software- of firmware-Bin op het moment van opname vooral bedoeld om de bestandsgrootte te verkleinen of de beeldsnelheid te verhogen. Maar u moet letten op het gedrag van de leesruis:

• CMOS: na de Bin verdubbelt de leesruis;
• CCD: na de Bin daalt de leesruis juist.

Dit is het fundamentele verschil tussen CMOS en CCD als het om Bin gaat, en ook de reden waarom in het CMOS-tijdperk de prikkel om “aan de camerazijde te Binnen” niet zo sterk is als bij CCD. Pixelbinning bij CMOS leent zich in werkelijkheid beter om later, tijdens de nabewerking in software, te worden uitgevoerd, met een beter resultaat.

De voor- en nadelen van Bin doen in computersoftware

Het verplaatsen van de Bin naar computersoftware heeft enkele concrete voordelen:

1. Het verbetert eveneens de signaal-ruisverhouding, maar de berekening is flexibeler

Software-Bin brengt eveneens een 2× verbetering van de SNR, en de rekenefficiëntie van de computer is beter, met meer algoritmen om uit te kiezen.

2. Het gooit geen enkel gegeven weg

Dit is het kernpunt. Het zogeheten middelen in binair is niet werkelijk “optellen en dan door 4 delen” (met Bin 2 als voorbeeld). Het optellen van vier 16-bits binaire getallen vereist 18 bits (er ontstaat een overflow, omdat het 16 bits overschrijdt), en het binair delen door 4 is in werkelijkheid: optellen en daarna de laagste twee bits weggooien (gelijk aan het twee posities naar links verschuiven van de komma).

Daarom, als een ZWO-gebruiker de Bin rechtstreeks op de camera instelt, verliest hij dit deel van de gegevens; een QHY-gebruiker moet de 32-bits overdracht inschakelen om de volledige gegevens naar de computer te sturen, anders wordt het overgelopen deel evengoed weggegooid. Daarentegen, als u de Bin op de computer doet, wordt met 32 bit gerekend, gaat er geen enkel gegeven verloren en blijven de volledige putdiepte (full well) en bitdiepte behouden.

3. De prijs is dat u meer gegevens moet overdragen en opslaan

Pixelbinning offert resolutie op en de scherpte daalt, maar de bestandsgrootte krimpt aanzienlijk. Omgekeerd: als u niet aan de camerazijde Bint, moet u meer gegevens overdragen en ook meer ruimte gebruiken om de originele bestanden op te slaan. Dat is de prijs die u betaalt wanneer u voor “Bin op de computer” kiest — eerst de grotere originele bestanden torsen, in ruil voor volledige, verliesvrije flexibiliteit tijdens de nabewerking.

Aanvulling

Voor uitleg over het inschakelen van de 32-bits overdracht bij QHY kunt u de officiële gebruikershandleiding raadplegen. Let op: deze functie wordt alleen ondersteund door enkele nieuwere modellen (zoals de QHY600, QHY268, QHY411, QHY461 enzovoort).