ZWO ile QHY arasındaki Bin farkı ve yazılımla piksel birleştirmenin ilkesi

Önceki yazıda yazılımla piksel birleştirmenin (Bin) uygulamadaki adımlarını konuşmuştuk; bu yazı ise ilkelere iniyor: ZWO ile QHY markalarının kameralarında Bin davranışı neden farklı ve “Bin işlemini bilgisayarda yapmak” seçeneği neden “Bin işlemini kamerada yapmak” seçeneğine göre daha az veri kaybettiriyor.

ZWO ile QHY’nin varsayılan Bin değerleri farklı

ZWO 6200mm ile QHY600M’yi örnek alalım: ikisi de aslında aynı Sony IMX455 BSI sensörünü kullanıyor, ama varsayılan Bin davranışları aynı değil:

1. ZWO tarafındaki piksel birleştirme yalnızca “piksel ortalaması” alır. Aydınlığı düzgün dağılmış aynı flat panelini çekip bakabilirsiniz; Bin öncesi ile sonrası arasında parlaklığın kabaca aynı kaldığını görürsünüz — ortalamanın imzası tam da budur.
2. QHY tarafındaki piksel birleştirme ise varsayılan olarak “piksel toplamı” yapar (geleneksel CCD’lerin davranışına benzer); elbette ortalamaya da geçirilebilir.

Şuna dikkat edin: QHY toplama olarak ayarlanırsa değerler 16 bit sınırını aşabilir; bu durumda tam veriyi dışarı gönderebilmek için okuma komutunu değiştirmek ve 32 bit aktarımı etkinleştirmek gerekir. Ayrıca ZWO’nun yöntemi hem monokrom (mono) hem de renkli kameralarda geçerlidir; QHY’nin toplamaya dayalı Bin işlemi ise yalnızca monokrom kameralarda geçerlidir.

CMOS’ta Bin yapıp yapmama meselesi neden CCD’den farklı bir mantığa dayanıyor

CMOS kameralarda, çekim anında yazılım ya da ürün yazılımı (firmware) düzeyinde Bin ayarlamanın başlıca amacı dosya boyutunu küçültmek ya da kare hızını yükseltmektir. Ancak okuma gürültüsünün davranışına dikkat etmek gerekir:

• CMOS: Bin sonrasında okuma gürültüsü iki katına çıkar;
• CCD: Bin sonrasında okuma gürültüsü tam tersine düşer.

Bin konusunda CMOS ile CCD arasındaki temel fark budur; CMOS çağında “kamera tarafında Bin yapma” isteğinin CCD dönemindeki kadar güçlü olmamasının nedeni de budur. CMOS’ta piksel birleştirme aslında daha sonraya, son işleme sırasında yazılım içinde yapılmaya daha uygundur ve sonucu da daha iyi olur.

Bin işlemini bilgisayar yazılımında yapmanın artıları ve eksileri

Bin işlemini bilgisayar yazılımına taşımanın birkaç somut üstünlüğü var:

1. Sinyal-gürültü oranını yine yükseltir, üstelik hesaplama daha esnektir

Yazılım tarafındaki Bin de aynı şekilde 2 kat sinyal-gürültü oranı (SNR) kazancı sağlar; ayrıca bilgisayarın hesaplama verimi daha iyidir ve seçilebilecek algoritma sayısı da daha fazladır.

2. Hiçbir veriyi atmaz

İşin can alıcı noktası burası. İkili tabanda ortalama alma denen şey, gerçekte “toplayıp sonra 4’e bölmek” değildir (Bin 2 örneğinde). Dört adet 16 bitlik ikili sayının toplanması 18 bit gerektirir (16 biti aştığı için taşma oluşur); ikili tabanda 4’e bölmek ise aslında toplama işleminden sonra en düşük iki biti atmaktır (yani virgülü iki basamak sola kaydırmak).

Dolayısıyla bir ZWO kullanıcısı Bin ayarını doğrudan kamerada yaparsa verinin bu kısmını kaybeder; QHY kullanıcısının ise tam veriyi bilgisayara gönderebilmek için 32 bit aktarımı etkinleştirmesi gerekir, yoksa taşan kısım yine atılır. Buna karşılık Bin işlemi bilgisayarda yapıldığında hesaplama 32 bit ile yürütülür, hiçbir veri kaybolmaz ve tam kuyu derinliği (full well) ile bit derinliği korunur.

3. Bedeli, daha çok veri aktarmak ve saklamaktır

Piksel birleştirme çözünürlükten feragat eder, keskinlik düşer; buna karşılık dosya boyutu büyük ölçüde küçülür. Tersinden söylersek: kamera tarafında Bin yapılmazsa daha çok veri aktarmak, ham dosyaları saklamak için de daha çok yer harcamak gerekir. “Bilgisayar tarafında Bin” seçeneğini tercih ederken ödenen bedel budur — önce daha büyük ham dosyaların yükünü sırtlanırsınız, karşılığında son işleme aşamasında eksiksiz ve kayıpsız bir esneklik kazanırsınız.

Ek not

QHY’de 32 bit aktarımı etkinleştirmeye ilişkin açıklama için resmî kullanım kılavuzuna bakabilirsiniz. Şuna dikkat edin: bu özellik yalnızca daha yeni birkaç modelde (QHY600, QHY268, QHY411, QHY461 gibi) destekleniyor.