¿reducir la focal mejor que binnig?

jmrb2002
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¿reducir la focal mejor que binnig?

Mensajepor jmrb2002 » 15 Sep 2009, 13:08

Tengo una duda, que a lo mejor es muy tonta por que no tengo ni idea de astronomía CCD práctica. Supongamos que queremos obtener una toma de un objeto extenso y aplicamos dos técnicas (con la misma apertura de objetivo):



- Usar un modo binning 2x2 sobre la ccd. Llamemos super-pixel al conjunto de 2x2 pixeles. Por un lado la cantidad de luz es cuatro veces superior por super-pixel, como el ruido de lectura es fijo, la relacción señal-ruido se multiplica por cuatro. Por otro lado, el ruido térmico por super-pixel es cuatro veces superior, por que el area total se ha multiplicado por cuatro. Si el ruido termico es pequeño, comparado con el de lectura, la relacción global de señal ruido se multiplica por 4.


- Realizar la toma con una focal mitad que la anterior, pero el mismo diámetro de objetivo, pero SIN usar binning. Como la imagen ocupa un cuarto del area, por la mitad de focal, ahora cada pixel pequeñito recibe 4 veces más luz. Ahora se tiene cuatro veces más señal (igual que el modo binning), pero solo un cuarto de superficie, a si que el ruido térmico es el de un pixel, no el de cuatro. El ruido de lectura, al igual que en el caso de binning, es el de un solo pixel.
Por lo tanto, en el segundo caso, la relacción señal ruido se multiplica por cuatro, aunque el ruido térmico sea importante.

Entonces, parece que siempre tiene más ventajas reducir la focal que aplicar un binning, puesto que la resolución final es la misma.


POr ejemplo, para una exposicion dada que:
- recibe 50 electrones por pixel
- el ruido por cada lectura es de 10 electrones
- el ruido termico 5 electrones/pixel

Para el Binning la relaccion señal ruido sería: (4*50)/(10+4*5)
Para el caso de focal mas corta sería: (4*50)/(10+5)

Sale ganando la focal mas corta, con una mayor relación señal-ruido


¿Es cierto o he metido la pata en algún lado?

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cometas
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Re: ¿reducir la focal mejor que binnig?

Mensajepor cometas » 17 Sep 2009, 10:59

La resolucion en segundos de arco por pixel es la misma, pero la imagen en pantalla en bining 2x2 ,tiene un area 4 veces menor .

porfirio
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Re: ¿reducir la focal mejor que binnig?

Mensajepor porfirio » 17 Sep 2009, 21:38

jmrb2002 escribió:Para el Binning la relaccion señal ruido sería: (4*50)/(10+4*5)
Para el caso de focal mas corta sería: (4*50)/(10+5)

Sale ganando la focal mas corta, con una mayor relación señal-ruido


La relación señal-ruido seria igual:

para Binning seria: (4*50)/(10*4+4*5), pues los ruidos termicos también se multiplican por 4 ( 4 pixeles captan lux*4 y ruido*4).

La diferencia es lo que comenta Cometas: para igualar el área de imagen hay que hacer un mosaico de 4 tomas.

Saludos.

jmrb2002
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Re: ¿reducir la focal mejor que binnig?

Mensajepor jmrb2002 » 18 Sep 2009, 09:59

porfirio escribió:

para Binning seria: (4*50)/(10*4+4*5), pues los ruidos termicos también se multiplican por 4 ( 4 pixeles captan lux*4 y ruido*4).

Saludos.



Espera, 10 es el ruido de lectura (lo has multiplicado por 4). EL ruido termico ya lo tenia multiplicado por 4, es el valor "5" en el denominador.

El ruido de "una lectura" es 10 en ambos casos, como el super-pixel se lee de golpe (la informacion integrada de los 4 pixeles) el ruido de lectura es 10 sólamente (una lectura para el super-pixel de 4 pixeles).




cometas escribió:La resolucion en segundos de arco por pixel es la misma, pero la imagen en pantalla en bining 2x2 ,tiene un area 4 veces menor
Saludos.


Por eso, el ruido térmico, proporcional al area, debe ser 4 veces menor ¿no? y la luz recibida en ambos casos es la misma (igual que el ruido de lectura).


porfirio escribió:La diferencia es lo que comenta Cometas: para igualar el área de imagen hay que hacer un mosaico de 4 tomas.



De acuerdo, luego debo entender que, puesto que el área de CCD necesaria para una misma toma (del mismo "trozo" de cielo y mismo tiempo de exposición) es mayor para el binning, este posee más ruido que la focal reducida y, por tanto, sale ganando la focal reducida (por supuesto para los mismos tiempos y condiciones de toma).

porfirio
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Re: ¿reducir la focal mejor que binnig?

Mensajepor porfirio » 19 Sep 2009, 00:00

jmrb2002 escribió:El ruido de "una lectura" es 10 en ambos casos, como el super-pixel se lee de golpe (la informacion integrada de los 4 pixeles) el ruido de lectura es 10 sólamente (una lectura para el super-pixel de 4 pixeles).

Eso no lo tengo claro. Es posible que lea los 4 pixeles primero y despues los sume. A ver si alguien lo aclara.

Saludos.

astrocarlos
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Re: ¿reducir la focal mejor que binnig?

Mensajepor astrocarlos » 20 Oct 2009, 22:19

Yo utilizaria un reductor de focal, te dara mas campo. En ese aspecto sacaras mas partido a la camara.
Un saludo
LX200GPS 8", AO7, SBIG2000XM, FILTROS CS RGBC.
SLT127 Celestron.

juanjgon
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Re: ¿reducir la focal mejor que binnig?

Mensajepor juanjgon » 21 Oct 2009, 00:23

El ruido de lectura se produce en el proceso final de lectura desde los registros del CCD. Cuando se hace binning, la lectura se realiza despues de que el CCD haya sumado las cargas de todos los pixeles implicados, por lo que ese ruido es constante, sea para binning 1x1 o para 4x4. El ruido que si se suma en el proceso de binning es el térmico contenido en cada pixel, que es el que está relacionado con su temperatura física.

Parece ser que en realidad con binnig solo consigues aumentar siginificativamente la SNR en exposiciones cortas, pero lo que si consigues siempre es aumentar el rango dinámico de la imagen, porque los registros del CCD en los que se realiza el binning suelen tener más capacidad que cada uno de los pixeles individuales, generalmente el doble.
Celestron C11 / FLI DF2 focuser / ST8-XME / CGEM
Celestron CF9.25 / WO FLT98 / Vixen SXD

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