ASI294MCの謎④

★ゲインを上げすぎると14bitじゃなくなる？！

前回のエントリーでASI294MC-Proのバイアスファイルを『解析ごっこ』していて、『高ゲイン時に出力データのbit数が低下している疑惑』を見つけちゃいました。

このように、ゲイン400以上だと輝度値に隙間が生じて階調が乏しくなっている模様。

ただし

　①これはバイアスファイルのみに見られる現象なのか？

　②輝度の刻み幅が変化する正確なゲイン値はどこなのか？

の２点の疑問を解決するには手持ちのデータでは不可能。

そこで・・・

★ライトフレームの『解析ごっこ』開始

ASI294MC-Proのライトフレームを『解析ごっこ』するために、新たなデータを収集してみました。

その手順として、下記のような作戦を立てました。

　①ASI294MC-ProにND100000フィルタを装着する

　②LEDトレース板をフル光量で発光させる

　③ゲイン300～400の間を10刻みで撮像する

　④輝度間隔が変化するゲインを見出す

　⑤④の周辺のゲインを１刻みで撮像する

　⑥変化の様子を分析する

④の結果、ゲイン390～400の間で輝度間隔が変化していることが分かりました。

次にゲインの刻み幅を細かくして探った結果、どうもゲイン391付近が怪しいです。

では、ゲイン388～393の間をゲイン１刻みで撮像してみます。

すると・・・

ででん！！

ああ、これは『揺るぎない』ですなー。

通常、ゲインを上げると輝度分布グラフのピークが右にズレつつ、その分布幅が大きくなっていきます。ところが、上のグラフはゲイン390とゲイン391の間が乖離しています。どうやらココで何かが起こっているようです。

では、その付近の輝度分布データを見てみましょう。

上の表の輝度値は16bit→14bitの補正無しの「素の値」です。

ゲイン390までは理論値通り４刻みの値のみが生きています。

ところがゲイン391を境に８刻みの値以外が死んでいます。

ただし、単に輝度値を２倍しているのでは無い証拠に、輝度分布を低輝度側から積分（累積）して等頻度法を用いてチェックしてみると・・・

輝度間隔を倍に広げたという訳ではなく、輝度bin幅（輝度の最小幅）を広げただけのように見えますね。

つまりゲインを391に上げた瞬間に階調が14bitから13bitに低下してしまうということです。

この現象はゲイン450付近でも生じており、この場合はゲイン451を境に階調が13bitから12bitまで低下していることを確認しました。

（※最大ゲインでは11bitまで低下していることを確認しましたが、この付近ではさらに奇妙な現象が起こっていますので、まだ言及しません。）

★暫定的結論

さらにデータを取って検討する必要がありますが、暫定的な結論としては・・・

ASI294MC-Proは本来14bitのADC性能を有するが

　ゲイン391以上だと13bit

　ゲイン451以上だと12bit

に低下してしまう（ようだ）

というところでしょうねぇ。

・・・ううむ。

ここまでの『解析ごっこ』の結果から言えるのは・・・・

実際のASI294MC-Proの運用においては、

「リードノイズが激減する」ゲイン120

　から

「輝度bit数が低下しない」ゲイン390

　まで

を用いるのが良さそうだ。

ということかなぁ。

どうです？面白いでしょう？

興味のある方は一度ライトフレームの輝度分布を観察してみませんか？

あ、ダメだ。

SharpCapが自動生成する輝度分布CSVファイルは以前のエントリーで述べたとおり最初から12bitに丸められてるんだった！

これじゃ11bitまで低下する領域以外『この現象』は見えないよぉ・・・。

（だからこそ、これまで話題になっていなかったのかも？？）

ええと・・・・

では、以前独自に試行錯誤して見つけた「ASIシリーズのFITSファイルの記録ロジックと読み込みロジック」の（推定）概念図を貼っておきますね。

ほら・・・あなたも素のFITSファイルを読み込んで解析する独自コードを書きたくなってきたでしょう？

『解析ごっこ沼』へようこそ♪

うひひ・・・。