Calibration noise, dark/bias vs dithering

Metoder för astrofotografering
Användarvisningsbild
AstroFriend
Inlägg: 4069
Blev medlem: 2012-12-17 13:30:45
spamtest: JA
Ort: Stockholm
Kontakt:

Calibration noise, dark/bias vs dithering

Inläggav AstroFriend » 2017-04-05 10:01:31

Vi diskuterade brus från kalibrering i en komet tråd jag hade. Här jag lagt beräkningar för att visa skillnaden mellan olika tekniker för denna kalibrering.

Alltså kalibrering för att få bort statiska mönster i sensorn/bilden. Dark/bias eller med Dithering och median stackning.

Med en kalibrerings beräkning i Excel ser det ut så här med relevanta input data:
calibration-noise.jpg


Signalen är från en svag galax eller nebulosa, bakgrundsbruset i samma nivå. Bruset från kameran i huvudsak readout noise, typ från en CCD.

Som synes längst ned är s/n 63ggr utan kalibrering och med normal kalibrering med darks, bias osv endast 45ggr. Den teknik jag använder och med ganska många flats kommer jag upp i nära 63ggr. Var lite för snälla värden här när jag satt så lågt readout noise. Prova med lägre värde för objektet.

Vi pratar nu alltså slumpmässigt brus som man får oönskat på köpet när man kalibrerar för att få bort static pattern. Längre fram kanske jag kan göra en flat kalibrering utan flats också, men det blir en kompromiss som kanske bara är bra i vissa situationer, men så är det ju vanligtvis, det behövs ett flertal tekniker anpassade för situationen.

Du kanske skall ta bild på ett extremt ljussvagt objekt som dessutom bara upptar den centrala delen av sensorn. Då kan man hoppa över flat kalibreringen och få ännu bättre resultat. Dithering tekniken tar hand om static pattern så länge de inte är för svårartade utan att tillföra brus, eller i varje fall väldigt lite.

Det brus som tillförs genom dithering är att olika pixlar används och de är ju inte exakt lika, egentligen ett statiskt fel men eftersom ditheringen är slumpmässig så uppträder det som ett brus. Vissa kameror är mer lämpliga än andra. Speciellt bör de statiska felen var lite i utbredning och ampglow bör ej finnas. Pixel till pixel variationen bör ju vara låg också.

Här är info om varför vi får brus från själva objektet själv:
https://en.wikipedia.org/wiki/Shot_noise

OBS! Detta är som vanligt en förenkling, finns många saker att ta hänsyn till.

Längst ned på sidan finns Excel beräkningen att ladda ned så du kan testa dina egna värden.

CCD:
Gain måste vara = 1 i programmet där du läser in raw filen för att stämma med databladet för din kameras brus. Dra ifrån biasen och bakgrundssignalen.

DSLR:
Det utläsningsbrus du matar in skall stämma med den ISO du använder.

Objektsignalen och bakgrundsignalen mäter du upp i ditt astroanalys program, viktigt att gainen = 1 för färgkanalerna i astroredigeringsprogrammet. Signalen från objektet skall ha bakgrund och bias subtraherat. Fitswork drar bort bias automatiskt.

Men det går ju bra att bara leka med siffrorna också. 100 enheter signal är nog inte så ovanligt och att bakgrunden är ungefär i samma nivå som det man vill mäta/fota är heller inte ovanligt. Vi pratar svaga signaler nu, inte stjärnorna som i regel överexponerar, de svaga är mest spännande att fånga på bild.

/Lars
Camera: Canon EOS 5D/6D
Mount: EQ6
Telescope: TS130 APO
Samt en massa tålamod!

Homepage: http://www.astrofriend.eu
Användarvisningsbild
AstroFriend
Inlägg: 4069
Blev medlem: 2012-12-17 13:30:45
spamtest: JA
Ort: Stockholm
Kontakt:

Re: Calibration noise, dark/bias vs dithering

Inläggav AstroFriend » 2017-04-05 19:28:52

Nu har jag lagt upp en zippad excel file med beräkningen ovan så du kan testa med dina egna värden. Den finns under avsnitt 6 på dithering enligt länken på första inlägget.

Kul att höra vad ni får fram med era egna värden. Tänk på att signalen skall vara utan bias.

/Lars
Camera: Canon EOS 5D/6D
Mount: EQ6
Telescope: TS130 APO
Samt en massa tålamod!

Homepage: http://www.astrofriend.eu
Användarvisningsbild
AstroFriend
Inlägg: 4069
Blev medlem: 2012-12-17 13:30:45
spamtest: JA
Ort: Stockholm
Kontakt:

Re: Calibration noise, dark/bias vs dithering

Inläggav AstroFriend » 2017-09-05 12:01:24

Hej,
Jag utvecklade min beräkning så att man även kan se hur optikens vinjettering påverkar S/N i hörnen. Alltså om man kalibrerar med flat image tillför man lite extra brus samt ännu värre, signalen från objektet blir mycket lägre pga vinjettering i hörnen, total effekt, S/N blir lägre.

Jag tror man brukar säga att ett S/N på över 35 är ok i den slutliga färg bilden i dom svaga områdena. Men skall man göra avancerad bildbehandling så kan det krävas mycket högre i den ursprungliga bilden för att inte se hemskt ut i slutbilden.

Ladda ned filen och testa med olika vinjettering, om du funderar på att köpa ny kamera, testa med lite olika utläsningsbrus så ser du längst ned hur det påverkar Signal / Brus för hållandet i bilden, S/N.

http://astrofriend.eu/astronomy/tutoria ... tml#part06

Observera att detta är en förenkling, kamerans brus från mörker strömmen finns inte med, bruset från flat kalibreringen är starkt förenklat.

Uppdaterade bilden i första inlägget på samma gång.

OBS! Fel kan alltid smyga sig in i beräkningarna, jag försöker rätta så fort jag ser något. Så basera inte dina inköp endast på detta!

Mina mål/krav är max 30% vinjettering från optiken i extrem hörnen, max 5 e- readout noise från framtida kamera.

Kommentera gärna vinjettering och readout noise i kamera hur ni tänker.

/Lars
Camera: Canon EOS 5D/6D
Mount: EQ6
Telescope: TS130 APO
Samt en massa tålamod!

Homepage: http://www.astrofriend.eu

Återgå till "Metoder & bildbehandling"

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: 2 och 0 gäster