Il Pixel Binning

Il pixel binning (o in italiano binning dei pixel) si riferisce alla combinazione delle informazioni dei fotositi adiacenti in un sensore di una fotocamera CCD per creare un singolo pixel nell’immagine registrata.

Per esempio, un binning 2×2 raccoglie gli elettroni da un quadrato di quattro fotositi per registrarli in uno solo dei pixel dell’immagine. Così, l’intensità per pixel aumenta di un fattore (circa) quattro.

pixel binning 2x2
Una schematizzazione di come il pixel binning opera: si parte dai dati di più fotositi per ottenere un “aggregato” di risoluzione inferiore

Il pixel Binning è usato per aumentare il rapporto segnale/rumore al costo di ridurre la densità di campionamento (e quindi la risoluzione). È un’opzione in alcuni modelli di microscopio e dovrebbe essere correttamente registrata per avere i parametri appropriati che descrivono le immagini acquisite. Nell’esempio precedente, il fatto di non notare che il binning è attivo causa un errore del 100% nelle distanze di campionamento, che è fondamentale per il ripristino dell’immagine.

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Il pixel binning fornisce, riassumendo, diversi risultati positivi che ne fanno una pratica molto interessante:

  • Un aumento del segnale pari al numero di pixel binati. Ciò consente alla fotocamera di rilevare i segnali più deboli e di ridurre il tempo di esposizione.
  • Aumento del frame rate dovuto alla riduzione del tempo di esposizione e del numero di pixel da misurare
  • Aumento del rapporto segnale/rumore dovuto all’applicazione di un singolo errore di lettura alla carica dei pixel binari piuttosto che all’aggiunta di più errori di lettura se i pixel sono stati letti singolarmente.
  • Un aumento della gamma dinamica del sensore dovuto alla maggiore capacità di carica del nodo sommatore (tipicamente 1,65-2 volte maggiore in profondità di pozzo).

Di contro, bisogna tenere a mente i compromessi per i guadagni dovuti al binning sono:

  • Una perdita di risoluzione dell’immagine pari al livello di binning.
  • Aumento della corrente di buio proporzionale al numero di pixel binati.

 

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