Calibration noise, dark/bias vs dithering
Posted: 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: 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" onclick="window.open(this.href);return false;
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
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: 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" onclick="window.open(this.href);return false;
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