Dudas sobre el binning

[mewlon300]

Saludos,

1-Cuando hago binning 2x2, aumenta el tamaño del chip al doble y la resolución baja a la mitad?

2- Que pasa con el campo, también se duplica?

Ejemplo st7 xme: tamaño del chip 9 micras
tamaño del sensor 6'9x4'6
Resolucion: 765x510

binning 2x2: tamaño del chip 18 micras
tamaño del sensor 13'8x9'2
Resolución: 382x255

es esto correcto?

[Arbacia]

al hacer un binning 2x2, agrupas 4 pixeles y creas un pixel sintético y virtual del doble de tamaño lineal (y con cuatro veces más superficie). El chip sigue siendo lo que es, con las mismas medidas, pero ahora funciona como si tuviera 4 veces menos pixeles por lo que pierdes resolución.

Ganas en la relación señal/ruido y ganas en sensibilidad, pero pierdes resolución. El campo sigue siendo el mismo, pero con menos resolución.

¿de donde sacas el tamaño del sensor bajo el binning 2x2? No debería cambiar.

[mewlon300]

Hola arbacia, ya veo que as vuelto de tu largo viaje cientifico, felicidades...

El caso que he expuesto es hipotetico, he puesto esos datos para ver en que me equivoco. O sea segun tus explicaciones: si estoy trabajando sin bining a 1" de arco por pixel de resolucion, a 765x510 y con un campo de por ejemplo 15x10 minutos de arco, si hago bining 2x2, paso a tener una resolucion de 2" de arco por pixel, 382x255 y el campo me queda igual.

Correcto?

Gracias

[Arbacia]

correcto. pierdes resolución pero ganas en sensibilidad y con menos ruido. Un pixel con ruido queda amortiguado por los otros tres.

[Linp]

correcto. pierdes resolución pero ganas en sensibilidad y con menos ruido. Un pixel con ruido queda amortiguado por los otros tres.

No es que el ruido de un pixel quede amortiguado por los otros tres, esta explicación no la veo del todo exacta. Cuando aplicas un bining 2x2 o 3x3 lo que haces es ganar en la relación señal/ruido por lo que obtendrás imágenes más luminosas a costa de sacrificar resolución, otro factor determinante es tu cielo. Según los manuales de SBIG cuanto mayor sea la exposición (con bining) menor calidad de imagen obtendrás ya que el límite de la fuente de ruido es el propio cielo.

Para eliminar el ruido lo mejor es realizar el mayor número de exposiciones posible y después procesarlas.


Saludos.

[Arbacia]

efectivamente linp, ganar relación señal ruido es la expresión técnica y amortiguar la prosaica y poco afortunada.

Claro, cuando aumentas la exposición tambien aumentas el riesgo de saturación.

[escilla]

Un ejercicio sencillo,

tenemos por un lado un pixel de ST7-XME:

- 9 micras, cuadrado, 100.000 electrones Full Well capacity.
- El ruido de lectura de esta camara (CCD+amplificador+conversorAD) es de 15e RMS
- ADU: 2,3e

Con estos datos obtenemos el rango dinamico de dicha configuracion:

Rango Dinamico: FullWellCapacity/RuidoLectura
100.000/15 = 6666,67 fotoelectrones o 2898,55 ADUs

Vamos a coger la misma camara pero vamos a aplicar binning:
- 18 micras, cuadrado, 400.000 electrones Full Well
- El ruido de lectura es el mismo: 15e RMS. Esto se debe a que los cuatro pixels se leen agrupados.
- ADU: 2,3e

El rango dinamico es pues:
400.000/15 = 26666,67 fotoelectrones o 11594,20 ADUs

La medida de sensibilidad de la camara, esta estrechamente relacionada con este valor. De hecho, en buenas condiciones de cielo, las camaras estan limitadas basicamente por el ruido de lectura, ya que la corriente de oscuridad se puede minimizar mucho con la capacidad de enfriamiento actual de las camaras, y las multiples maneras de sacar el calor de las mismas:

- Aire: Bueno en invierno
- Agua: bueno en verano, corriente de oscuridad negligible en invierno.

En algunos casos, objetos de baja relacion señal/ruido, extensos, salvo que tengamos un cubo de luz y un perfecto cielo, el binning puede ser muy recomendable, incluso puede llegar a compensar la perdida de resolucion espacial que ocasiona su uso.

Un caso practico, busqueda de supernovas extragalacticas. Realmente lo que necesitamos es detectar cuanto mas debil mejor y con la mejor relacion señal ruido posible. El binning es buena opcion.

Tambien sera util para fotometria con filtros UBVRI, ya que la reduccion de flujo de fotones que implica el uso de un filtro, baja enormente la relacion señal ruido de la variable a medir.

En cualquier caso, el uso del binning esta mas generalizado entre los aficionados que entre los profesionales. los Prof dicen si tenemos que usar binning es que hay una razon muy poderosa para hacerlo. Generalmente el acople telescopio, camara, cielo para los profesionales es el que es.

Espero haber arrojado luz.

Jorge Garcia. NTO