Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

O astrofotografii všeobecně, metody, postupy zpracování snímků, odkazy na stránky s astrofoto tematikou, rady pro začátečníky...
Uživatelský avatar
astar
Příspěvky: 350
Registrován: 01. 02. 2008, 21:15

Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #1 od astar » 10. 06. 2018, 20:53

Pánové mám dotaz . Dá se z darku zjistit kolik je šum vyjádřeným v -e ?
Přikládám grafy darku 0,1 sec a 300 sec. U 300 sec se jen některé pixely zjasní , ale základní rozruch se skoro nemění . Přitom u těch 300sec by měl být termální proud cca 15-e . Čtecí šum má být cca 2-e . Zisk -e/ADU =1 -10°C - ( ASI294 PRO)
U té krátké expozice, je střední odchylka cca 8 ADU pro celý snímek , pro 300 sec je kol 31ADU, (pro výřez jen 9,5).
Může se v hrubých rysech považovat střední odchylka za hodnotu šumu v elektronech ?
Na 300sec jsem záměrně hledal místo kde jasný pixel nepřevýší těch 1980,aby porovnání bylo dobře patrné (rozměr 40x40pix).

Obrázek
Mak 350/370/1450, Mak 230/280/640, Cass 200/3400, Achr 100/660, ASI 294 PRO

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 13670
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 45
Kontaktovat uživatele:

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #2 od MMys » 11. 06. 2018, 12:22

Nemůže, protože součástí toho DF je hlavě temný proud, který je systematický pro každý pixel. Pokud tě zajímá vlastní termální šum, musíš porovat bias s DF od kterého jsi odečet masterDF udělaný z hodně DF. Ten jednotlivý DF po odečtení master DF bude mít úroveň šumu vyšší než má jednotlivý bias a to právě o úroveň termálního šumu.

Ale pozor, ty šumy se sčítají v kvadrátech.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
astar
Příspěvky: 350
Registrován: 01. 02. 2008, 21:15

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #3 od astar » 11. 06. 2018, 16:35

Martine,to co píšeš je pravda, ale výsledek je zas nějaký rozruch . Jak se ale tento rozruch vyjádří jednou hodnotou nebo jakou matematickou metodou? Jít to nějak musí , když se šum ( rozruch) vyjadřuje v elektronech ? Otázka je přímo v názvu tématu .
Mak 350/370/1450, Mak 230/280/640, Cass 200/3400, Achr 100/660, ASI 294 PRO

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 13670
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 45
Kontaktovat uživatele:

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #4 od MMys » 11. 06. 2018, 18:55

No většinou se to popisuje jedním číslem, obvykle směrodatnou odchylkou. Zvýšená střední hodnoat s tím nemá co dělat, to je ten offset způsobený tím, ež do každého pixelu po dobu expozice DF něco nateče termálním proudem. Ale ten offset nám nevadí, ten se dá při zpracování posunout zpět. Průšvih je, že to natékání termálního signálu je také zatíženo šumem, úplně stejně jako je fotonovým šumem zatížena akumulace fotonů, které nechodí z oblohy pravidelně. A tebe zajímají právě ty nepravidelnosti, což se tváří jako nežádoucí šum. Zajímá tě tedy rozptyl (nebo směrodatná odchylka) toho signálu od jeho střední hodnoty. Proto musíš odečíst masterDF, který je vlastně ta střední hodnota (jeho šum se zanedbává, když je z hodně snímků) a z toho co zbyde spočítáš z celého zkalibrovaného obrazu (nebo jeho výřezu) směrodatnou odchylku v ADU (to ti udělá kdejaký astro i jiný SW pro zpracování obrazu) a přes převodní koeficient e-/ADU to pak jen přepočítáš na směrodatnou odchylku v e-.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
astar
Příspěvky: 350
Registrován: 01. 02. 2008, 21:15

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #5 od astar » 11. 06. 2018, 20:56

Martine velice díky . Trochu jsem si to tak myslel ,ale nějak mi unikala podstata. Já sem použil nesprávné označení, střední místo směrodatná odchylka. V Maximu je to Std Dev , že? Je to průměrná hodnota kvadrátů odchylek a zní pak odmocnina.
Mak 350/370/1450, Mak 230/280/640, Cass 200/3400, Achr 100/660, ASI 294 PRO

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 13670
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 45
Kontaktovat uživatele:

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #6 od MMys » 11. 06. 2018, 21:22

jj, přesně tak.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
kolec
Příspěvky: 341
Registrován: 15. 03. 2007, 20:01

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #7 od kolec » 13. 06. 2018, 22:20

Zaujimave, ale na co to je? Ved kazdy dark bude mat iny šum, vzhladom na to ze tzv negausovsky šum je uplne nepredvidatelny a nahodny. Neviem si predstavit v com mi to moze pomoct.
Ale je možne, že som to iba blbo pochopil

kolec
kolec

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 13670
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 45
Kontaktovat uživatele:

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #8 od MMys » 14. 06. 2018, 07:34

Na co zrovna tohle potřebuje netuším, nicméně šum temného proudu je poissonovksý (resp. při větším počtu akumulovaných elektronů přechází na gaussovský) úplně stejně jako třeba fotonový šum. Tedy měl by v každém DF vyjít takřka stejný, úměrný odmocnině délky expozice DF.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
astar
Příspěvky: 350
Registrován: 01. 02. 2008, 21:15

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #9 od astar » 14. 06. 2018, 09:17

Zajímá mne to z principu abych si mohl zkontrolovat , to co uvádějí výrobci . Udělal sem jak říká Martin a vyšlo mi pro celý snímek StdDev 18,3 při -e/ADU=1 tak je to rovnou v -e . Když sečtu termální a čtecí šum 13,95+cca2(gain 120)=16-e tak je to docela shoda.
Mak 350/370/1450, Mak 230/280/640, Cass 200/3400, Achr 100/660, ASI 294 PRO

Uživatelský avatar
kolec
Příspěvky: 341
Registrován: 15. 03. 2007, 20:01

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #10 od kolec » 14. 06. 2018, 15:19

Tak teraz som sa definitivne stratil. :D

- 18,3 ti vyslo ak si odratal od Darku MasterD to by som pochopil (alebo nie)
- ako si prisiel k prepocitaciemu koeficienti -e/ADU=1 (pri gain120 si na urovnu Fullwell cca 15 000 a potom prepocitaci koef je 15000/65535=0,23
e/ADU
- odkial je cislo 13,95 to uz vobec neviem


MMS:

Ako vela darkov (alebo ake casy by som mal použit aby sa poiss. zmenil na gausovsky)?
Mne ked ratam tepelny sum (D-MD) smerodajna odchalka vychadza dost premenna. Znamena to , ze musim urobit MD z viacerych , alebo kde je kocur zakopany?

kolec
kolec

Uživatelský avatar
astar
Příspěvky: 350
Registrován: 01. 02. 2008, 21:15

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #11 od astar » 14. 06. 2018, 15:45

Kolec : jednoduše od jednoho darku se odečte master dark(50 kus), pak v MaximDl v informacích StdDev pro celý snímek.
Gain 120 je právě zesílení -e/adu =1 , je to uvedeno i informacích u každého snímku , textová hlavička snímku.
13,95 -e je 0,0465 -e za sec (uvádí výrobce při -10 °C) *300 sec = 13,95 a 2-e je čtecí šum .
Mak 350/370/1450, Mak 230/280/640, Cass 200/3400, Achr 100/660, ASI 294 PRO

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 13670
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 45
Kontaktovat uživatele:

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #12 od MMys » 14. 06. 2018, 16:02

Tak výrobce pokud vím udává pouze vyčítací šum (resp. celkový šum kamery). A to je jediný parametr, který si můžeš zkontrolovat. A ten se určuje z BIASU !!!
Nikoli z DF. Šum DF je tím větší, čím je vyšší vlastní hodnota DF, tedy termální signál. A ten termální signál (rychlost akumulace termálních elektronů) roste lineárně s dobou expozice a exponenciálně s teplotou (Zdvojnásobuje se po zhruba každých 5-7°C)

Kolec:
Pro velký počet jevů (v tomhle případě pochytaných fotonů) se Poissonovo blíží Gaussovskému. Není tam ždáný ostrý přechod, ale už při stovkách akumulovaných elektronů bude chyba zanedbatelná. A navíc je to jedno ;)

A že se ti liší STEDV u jednotlivých DF - a vyházel jsi z nich "kosmíky" ? A nebo to počítáš automatem z celé plochy DF ? Ty kosmíky ti s rozptylem pěkně zacvičí. Budeš asi muset měřit ručně, v ploše která je čistá.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
astar
Příspěvky: 350
Registrován: 01. 02. 2008, 21:15

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #13 od astar » 14. 06. 2018, 16:45

Těch 0,0465 při -10°C je ternální temný proud * 300 = 13,95 -e je to v grafu na stránce té kamery .
Podle grafu , co uvádějí, tak ta poučka 5-7°C na dvojnásobný šum neplatí . V tom grafu by musela být čára rovná ne prohnutá - stupnice je logaritmická.
Mak 350/370/1450, Mak 230/280/640, Cass 200/3400, Achr 100/660, ASI 294 PRO

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 13670
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 45
Kontaktovat uživatele:

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #14 od MMys » 14. 06. 2018, 21:08

Ale ty ses předtím ptal na termální šum, a ne na termální proud. Pokud chceš termální šum, musíš zlikvidovat vlastní střední hodnotu termálního proudu. Tedy proto jsem ti radil, že máš odečíst master DF od single DF a z toho pak spočítat směrodatnou odchylku.

Jenže teď zase píšeš o termálním proudu. Nikoli šumu. Ten zjistíš tak, že od master DF (nějaké konkrétní délky expozice) odečteš master bias. A z výsledku spočítáš nejlépe medián (aby to ignorovalo extrémy - kosmíky a podobné smetí)

Exponenciálně (zhruba) s teplotou roste termální proud (jeho šum pak samozřejmě pouze s odmocninou).

Mám pocit, že zaměňuješ termální (temný) proud = Dark Current a šum temného proudu = thermal noise, dark current noise. Přitom každé je něco jiného. Temný proud charakterizuje, jak rychle v jednolivých pixelech přibývají elektrony i bez expozice. Termální šum popisuje, jakou šumovou složkou je tenhle temný proud zatížen. Temný proud lze odečíst (odečtení DF). Termální šum nikoli, je náhodný a lze potalčit pouze složením více expozic (stejně jako vyčítací a fotonový šum).
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
astar
Příspěvky: 350
Registrován: 01. 02. 2008, 21:15

Re: Jak zjistit šum v elektronech z darku ?

Příspěvek #15 od astar » 15. 06. 2018, 11:44

Martine, asi jsme se nepochopili a já se trochu zamotal.
Vrátím se na začátek k tomu obrázku. Podle výpočtu, termální proud ( jakýsi ofset ) 14 elektronů (0,0465*300)= ADU (e/ADU=1) , musel by být jednoznačně vidět a to není . U 300sec je střední hodnota 1905 a u 0,1sec 1903. Měl by být rozdíl o těch 14 +- něco a ne 2 ????? MasterD (50x) má hodnotu 1917 ale s posunem -10 (PEDESTAL = -10 /Correction to add for zero-based ADU z FITS Headeru ) což je 1907 . Z toho vyplývá , že i master bias bude mít podobnou hodnotu*. Pak odečtení střední hodnoty** MD a MB nebude rozdíl 14, ale někde kolem 3-5 ,jako u rozdílu dvou jednotlivých snímků (expozici 0,1sec považuji za bias). Nemohu udělat biasy , problém s kamerou, abych to ověřil . Z toho tedy vyplývá, že Tproud v daném případu je jen 3-5 ADU ??????

Zeptám se tedy trochu jinak . Co je tedy ta diferenciace hodnot v ADU v těch grafech, je to šum ?

Z těchto hodnot se spočte ta směrodatná odchylka( StdDev), aby se to vyjádřilo jednou hodnotou. To je pak celkový šum obsahující všechny jeho složky .


*Pokud je malý rozdíl mezi MD a jedním snímkem, tak to bude podobné i biasu .
**Matematicky je skoro jedno odečíst střední hodnoty nebo odečíst hodnoty a z výsledku spočítat střední hodnotu .
Mak 350/370/1450, Mak 230/280/640, Cass 200/3400, Achr 100/660, ASI 294 PRO


Zpět na “Astrofotografie”

Kdo je online

Uživatelé prohlížející si toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 1 host