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軟體合併像素(Bin)的做法

工具與硬體2022.06

合併像素(Binning,簡稱 Bin)是天文攝影中常用的手法。這篇聚焦在一個實務問題:與其在拍攝當下讓相機做 Bin,不如把影像存下來後,在電腦軟體裡完成——效果通常更好。這裡各以 PixInsight 與 Astro Pixel Processor 舉一個最簡單的做法。

先提醒一件事:不同品牌的 Bin 預設值不一樣

ZWO 與 QHY 是目前業餘天文攝影中兩大常見的冷凍相機品牌。有趣的是,即使兩台相機用的是同一顆 CMOS 晶片,使用特性卻可能不同——其中一項就是 Bin(合併像素)的預設行為。ZWO 與 QHY 的 Bin 預設值原來是不一樣的。

正因為機身端的行為各家有差異,我更傾向把 Bin 這件事留到後製時、在電腦軟體裡統一處理。這樣不但結果可控,演算法選擇也更多。(關於 ZWO 與 QHY Bin 差異的細節與位元深度的原理,另有專篇說明。)

做法一:在 PixInsight 用 IntegerResample

在 PI 中,使用 IntegerResample 這個 Process:

  • factor 設為 2、選擇 downsample;
  • mode 選 average(平均)。

這樣得到的結果,會與 CMOS 相機端「平均值 Bin」的結果完全相同。換句話說,你在電腦裡就能重現機身 Bin 的平均效果,而且是用完整資料去運算。

在 PixInsight 中以 IntegerResample 進行軟體 Bin 的設定

做法二:在 APP 用 INTEGRATE scale

在 Astro Pixel Processor 中,做法是在「6) INTEGRATE」頁面,把 INTEGRATE scale 設為 0.5

需要注意的是,這個結果應該會比較類似於 PI 中使用內插(interpolation)的 resample process 的結果,而不完全等同於前面 IntegerResample 的平均做法。兩者的差別在於重採樣時的演算法不同,實際使用時可以依需求選擇。

在 APP 的 INTEGRATE 頁面將 scale 設為 0.5 的設定

小結

合併像素本身不難,關鍵是「在哪裡做」。相機端做 Bin 主要是為了縮小檔案或提高幀率;但如果目的是提升訊噪比、保留完整資料,那麼把影像存下來後在 PixInsight 或 APP 裡用軟體完成,會是更穩妥的選擇。