วิธีทำ Pixel Binning (Bin) ด้วยซอฟต์แวร์

การรวมพิกเซล (Binning เรียกย่อว่า Bin) เป็นเทคนิคที่ใช้กันทั่วไปในการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์ บทความนี้เน้นที่ปัญหาเชิงปฏิบัติข้อหนึ่ง แทนที่จะให้กล้องทำ Bin ตั้งแต่ตอนถ่ายภาพ การบันทึกภาพเก็บไว้ก่อนแล้วไปทำให้เสร็จในซอฟต์แวร์บนคอมพิวเตอร์ทีหลังมักให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า ที่นี่จะแสดงวิธีที่ง่ายที่สุดอย่างละหนึ่งวิธี สำหรับ PixInsight และ Astro Pixel Processor

เตือนไว้ก่อนหนึ่งเรื่อง: ค่าเริ่มต้นของ Bin ต่างกันไปตามแบรนด์

ZWO และ QHY เป็นสองแบรนด์กล้องที่มีระบบหล่อเย็นซึ่งพบเห็นทั่วไปมากที่สุดในการถ่ายภาพทางดาราศาสตร์สมัครเล่นในปัจจุบัน ที่น่าสนใจคือ แม้กล้องสองตัวจะใช้ชิป CMOS ตัวเดียวกัน คุณลักษณะการใช้งานก็อาจต่างกันได้ หนึ่งในนั้นคือพฤติกรรมเริ่มต้นของ Bin (การรวมพิกเซล) ค่าเริ่มต้นของ Bin ของ ZWO กับ QHY นั้นไม่เหมือนกัน

เพราะพฤติกรรมฝั่งตัวกล้องแต่ละยี่ห้อต่างกัน จึงเลือกเก็บเรื่อง Bin ไว้ทำตอนหลังการถ่าย แล้วจัดการให้เป็นแบบเดียวกันในซอฟต์แวร์บนคอมพิวเตอร์ วิธีนี้นอกจากควบคุมผลลัพธ์ได้แล้ว ยังมีตัวเลือกอัลกอริทึมให้เลือกมากขึ้นด้วย (รายละเอียดความแตกต่างของ Bin ระหว่าง ZWO กับ QHY และหลักการของความลึกบิต (bit depth) มีบทความแยกต่างหากอธิบายไว้)

วิธีที่หนึ่ง: ใช้ IntegerResample ใน PixInsight

ใน PI ให้ใช้ Process ชื่อ IntegerResample:

• ตั้งค่า factor เป็น 2 แล้วเลือก downsample
• เลือก mode เป็น average (ค่าเฉลี่ย)

ผลลัพธ์ที่ได้ด้วยวิธีนี้จะเหมือนกับผลลัพธ์ “Bin แบบค่าเฉลี่ย” ของกล้อง CMOS ทุกประการ พูดอีกอย่างคือ คุณสามารถทำให้เกิดผล Bin แบบเฉลี่ยของตัวกล้องซ้ำได้บนคอมพิวเตอร์ และยังคำนวณจากข้อมูลเต็มอีกด้วย

วิธีที่สอง: ใช้ INTEGRATE scale ใน APP

ใน Astro Pixel Processor วิธีทำคือไปที่หน้า “6) INTEGRATE” แล้วตั้งค่า INTEGRATE scale เป็น 0.5

ข้อควรสังเกตคือ ผลลัพธ์นี้น่าจะใกล้เคียงกับผลลัพธ์ของ resample process ที่ใช้การประมาณค่าในช่วง (interpolation) ใน PI มากกว่า ไม่ได้เท่ากับวิธีเฉลี่ยของ IntegerResample ข้างต้นทุกประการ ความต่างระหว่างสองวิธีอยู่ที่อัลกอริทึมที่ใช้ตอน resampling เมื่อใช้งานจริงสามารถเลือกได้ตามความต้องการ

สรุป

การรวมพิกเซลเองไม่ยาก จุดสำคัญอยู่ที่ “ทำที่ไหน” การทำ Bin ฝั่งกล้องส่วนใหญ่ก็เพื่อลดขนาดไฟล์หรือเพิ่มเฟรมเรต แต่ถ้าเป้าหมายคือเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนและเก็บข้อมูลไว้ครบถ้วน การบันทึกภาพไว้ก่อนแล้วไปทำให้เสร็จด้วยซอฟต์แวร์ใน PixInsight หรือ APP จะเป็นทางเลือกที่มั่นคงกว่า