Astronomické fórum

MP: Dik moc vyzkousim.

Přidám ještě další zajímavý graf ohledně RGB šumu

Mozna by stalo za zvazeni nejaka rozunma metodika mereni, ktera by mela alespon trochu vypovidajici hodnotu pro astronomii. Ja sam mam metodiku vypracovanou a vicemene pripravenou (zatim nebyl cas na realizaci).

Zde je namet:

Nektere zasady mereni:

1) Mereni probiha na RAW datech, jeste pred interpolaci.
- nejsou zanaseny chyby pri konverzi z RAWu (astro ma sva specifika, nelze michat hrusky s jabkama - R/G/B)
- mereni JPG je prakticky nesmysl

2) Je vybran dostatecny vzorek dat.
- obvykle se meri prostredni ctverec 100x100 bodu (10.000 bodu Bayera) - prevzato z metodiky dpreview.com - timto se taktez eliminuje obvykla chybovost na okrajich digitalniho snimku

3) Je dobre mereni provest na vice snimcich.
- napriklad 5 snimku, z cehoz 2 mereni s nejvetsi odchylkou zahodime a ze zbylych 3 se provede prumer

4) Pri testu vice aparatu je nutne dodrzet stejny postup.
- teplotu, vlhkost, nechat pred prvnim snimkem aparat zapnuty napr. 30minut a pred 1. snimkem exponovat nejmene 20 minut, aby se ohraly obvody (venku se taky foti obvykle celou noc, kdyz to jde) - verte, vysledky se budou dost lisit.
- behem expozice je nutne davat pozor na nechtene osvetleni (fotoaparat je ve skrini ovladany dalkovou spousti)

Postup mereni:

- nabijeme akumulator
- zapneme aparat (vypneme sleep) - nechame 30 minut zapnuty
- nastavim pozadovane ISO (treba 800)
- pote exponujeme 1. "zahrivaci snimek" po doby napr. 30 minut.
- pak ihned exponujeme serie po 5 snimcich s casy 60,120,240,480, 960 sekund (je dobre mit v pohotovosti 2. baterii) - samozrejme RAW
- nasledne fotografie prevest do DNG (Adobe DNG Convertor)
- pro dalsi zpracovani (odstraneni hotpixelu, mereni sumu ve vzorku) je dobre pouzit muj program pro zpracovavani RAW snimku "subraw", ktery ma mereni deviaci v jednotlivych barevnych kanalech integrovano.

Mezipriprava:

Je nutne spravne odecist hotpixely z RAW snimku s opetovnym ulozenim zpet do RAWu takto:

- pro kazdou expozici je nutne udelat integrovany temny snimek s hotpixely (proto je nutne exponovat treba 5 snimku od kazdeho casu)

- tento integrovany snimek odecteme od kazdeho jednotliveho snimku (odectou se hotpixely a jine pravidelne jevy a pritom se nezvysi sum - pokud by snimek nebyl integrovan, sum se muze az zdvojnasobit)

- vystupem je 5 snimku s odectenymi hotpixely

Mereni:

- kazdy z 5 snimku zmerime pomoci "subraw --n [snimek.dng]"
- vysledkem je cislo stredni hodnoty vzorku (ADU - analogove/digitalni jednotky) a hodnoty odchylek pro 97, 95 a 90 % vzorku ze stredu snimku 100x100bodu pro kazdy barevny kanal.
- obvykle se pri mereni bere vzorek 97% z celkoveho poctu (ty nejhorsi - nejvetsi odchylky se proste zahodi)
- muze napriklad vypadnout cislo 130 ADU median, 50 ADU deviace zelene barvy (ostatni barevne kanaly asi budou podobne, protoze neni zavedena zadna barevna korekce, gama - proste nic)

Vypocet teoretickeho sumu:

Maximalni hodnota bile: 4096 ADU
Minimalni hodnota cerne (stredni hodnota cerneho snimku): 130 ADU
Jmenovity sum: 50 ADU

- maximalni rozsah ADU: 4096 - 130 = 3966 ADU
- pomer sumu sumu z toho je: 3966/50 = 79,3

- v dB je to skoro 38dB (log10(79.3))*20 pro mereni napeti, coz uroven barvy bezpochyby je.

- toto provedeme u cele serie, provedeme prumer 3 nejblizsich mereni.

- toto muzeme zapsat do tabulky/grafu pro kazdy expozicni cas
- vysledek se mozna bude blizit tomu, co se deje s fotakem na louce.

Az bude nekdy cas provedu mereni u 10D, ale jen porizeni fotografii pri jedne teplote je prace na cele odpoledne.


Poznamka: Pri mereni sumu photoshopem, po interpolaci dochazi k zasadni chybe pri mereni, nebot RAW canon ma offset kolem 130 ADU se kterym se pocita pri prevodu. Pri dlouhe expozici v radu minut jsou data i pod touto urovni, ale photoshop je jaksi neregistruje - stale prodluzujici se expozice ma za nasledek jen maly narust sumu (data jsou orezana), sum podle mych rychlych mereni roste prakticky linearne s casem.

Pokud ma nekdo chut - muze zacit s merenim, preju pevne nervy a minimum chyb .

odkaz na subraw: http://canon.unas.cz/subraw/subraw.htm

HonzaS

Pánové, nemůžu si pomoct, ale neustále tady zaměňujete dvě věci: šum (ať již zanešený odkudkoli), a systematický temný proud jednotlivých pixelů (stejný pro konkrétní pixel, zřejmě pouze závislý na teplotě), který pak při různě dlouhých expozicích a citlivosti způsobuje offset hodnoty vyčtené z pixelu, který roste prakticky lineárně s časem (a samozřejmě s nastavenou citlivostí zasilovače - ISO).

Totiž to, co všem podle mne nejvíce vadí ve snímku pořízeném dlouhými expozicemi u 300D, 10D, 2D (ty pěkně barevné pixely) nejsou šum. Zkuste si takových snímků udělat několik, a porovnat si je. Naprostá většina toho, čemu říkáte šum, bude stále na svém místě, a tudíž to šum není. Naprosto běžně to odečítám (SubRAW-em, a mám mám za tím účelem udělaný průměrný temný snímek) od snímků a pak zbyde ve snímku pouze šum, který už opravdu vypadá jako šum (je pěkně rovnoměrný, bez velkých výchylek)

Tento šum se pak zlikviduje průměrováním více snímků. Pokud tenhle odečet temných snímků neuděláte, průměrování je preakticky k ničemu, protože zruší opravdový šum (který je ale ve srovnání s offsetem pixelů výrazně menší) a ten "šum" způsobený temným proudem pixelů zůstane.

Pokud byste snad chtěli vyhodnocovat šum (tedy to co má význam znát pro naše astrofotografické účely) je nutné bezpodmínečně provést předtím odečet DF, přesně jak píše HonzaS, jinak měříte nesmysly.

Martine, dovolim si trochu nesouhlasit. Aspon EOS 20D ma dark current kompenzovany docela dobre a na snimcich pri vyssim ISO opravdu prevlada sum. Na obrazku je stejny vyrez ze dvou darkframu, porizenych tesne po sobe ( 30sec. ISO 3200 ) a posledni obrazek je jejich rozdil :

Kontrast je opet zvyseny linearne 64x. Je videt, ze ty fleky jsou opravdu nahodne. I kdyz na pohled vypadaji spis jako ruseni, nez "cisty" sum, ale to je z hlediska zpracovani celkem jedno.

Dalsi vec, ktera mi vadi, je rozdil v citlivosti jednotlivych pixelu ( spis radek pixelu ) pri vysokem ISO. Ten je sice systematicky, ale darkframe nepomuze, protoze odchylka zavisi na signalu. Tam by pomohla jen kalibrace, podobna jako u kinofilmovych skeneru - nafotit sedou plochu pri ruznem osvetleni a pro kazdy pixel vytvorit kalibracni krivku ( zaroven by to fungovalo jako flatfield ).

Já jsem udělal malý testík EOS 300D (ISO 3200) a je jasně vidět že první darkframe (1240s) je jiný, než dark frame, který byl dělán jako poslední (1240s) a mezi nimi byly exponovány dva snímky po 20 minutách. Tzn., je skutečně potřeba čip před testy "zahřát".




Measuring middle image box (100x100 RAW pixels):

Count REDs: 2500, RED Median: 213, Median Samples 2, Hotpixels: 0
Count GREENs: 5000, GREEN Median: 238, Median Samples 18, Hotpixels: 0
Count BLUEs: 2500, BLUE Median: 245, Median Samples 0, Hotpixels: 0

RED noise dev., (delta) 97% samples: 1213
GREEN noise dev., (delta) 97% samples: 1275
BLUE noise dev., (delta) 97% samples: 1275

RED noise dev., (delta) 95% samples: 645
GREEN noise dev., (delta) 95% samples: 1133
BLUE noise dev., (delta) 95% samples: 1067

RED noise dev., (delta) 90% samples: 239
GREEN noise dev., (delta) 90% samples: 289
BLUE noise dev., (delta) 90% samples: 275



Measuring middle image box (100x100 RAW pixels):

Count REDs: 2500, RED Median: 229, Median Samples 0, Hotpixels: 0
Count GREENs: 5000, GREEN Median: 264, Median Samples 6, Hotpixels: 0
Count BLUEs: 2500, BLUE Median: 272, Median Samples 4, Hotpixels: 0

RED noise dev., (delta) 97% samples: 1965
GREEN noise dev., (delta) 97% samples: 2061
BLUE noise dev., (delta) 97% samples: 2035

RED noise dev., (delta) 95% samples: 881
GREEN noise dev., (delta) 95% samples: 1829
BLUE noise dev., (delta) 95% samples: 1585

RED noise dev., (delta) 90% samples: 383
GREEN noise dev., (delta) 90% samples: 445
BLUE noise dev., (delta) 90% samples: 429

Tyto dva obrázky ukazují stejný zvětšený výřez z obou darkframe a je jasně vidět, že se nejedná o šum, ale o (jak píše Martin) chybu systematickou.

Psion napsal:
Tyto dva obrázky ukazují stejný zvětšený výřez z obou darkframe a je jasně vidět, že se nejedná o šum, ale o (jak píše Martin) chybu systematickou.Nemas rozsah nejak moc oriznuty zdola ? Te cerne je tam nejak moc, jakoby tam zbyly jen hotpixely a navic obklopene ruznobarevnymi konturami. Nebo za to muze prevod do JPEGu ?

MP napsal: Martine, dovolim si trochu nesouhlasit. Aspon EOS 20D ma dark current kompenzovany docela dobre a na snimcich pri vyssim ISO opravdu prevlada sum. Na obrazku je stejny vyrez ze dvou darkframu, porizenych tesne po sobe ( 30sec. ISO 3200 ) a posledni obrazek je jejich rozdil :

Kontrast je opet zvyseny linearne 64x. Je videt, ze ty fleky jsou opravdu nahodne. I kdyz na pohled vypadaji spis jako ruseni, nez "cisty" sum, ale to je z hlediska zpracovani celkem jedno.

Dalsi vec, ktera mi vadi, je rozdil v citlivosti jednotlivych pixelu ( spis radek pixelu ) pri vysokem ISO. Ten je sice systematicky, ale darkframe nepomuze, protoze odchylka zavisi na signalu. Tam by pomohla jen kalibrace, podobna jako u kinofilmovych skeneru - nafotit sedou plochu pri ruznem osvetleni a pro kazdy pixel vytvorit kalibracni krivku ( zaroven by to fungovalo jako flatfield ).

Koukám, tady to fakt moc neplatí... Já mluvil hlavně o 300D, kterým fotím astro. 20D je na tom evidentně jinak. Jinak, FlatField Honzův SubRaw umí, řekl jsem mu, ať to tam dopíše, vinětaci to eliminuje ukázkově. Ale má tam kód na vyhlazení flat snímku (filtr na 6x6pix), aby se eliminoval co nejvíc maximálně šum. Možná by to stálo za úpravu - nechat ho v plném rozlišení.

Moje domnenka o linearnim narustu sumu se potvrdila. Delal jsem testy EOS10D pri 24st.Celsia na ISO3200. Zavislost stredni hodnoty sumu na expozicnim case je v grafu. Mirna nelinearita muze byt zpusobena zmenami teploty.Jeste bych dodal, ze jsem "zahrival" aparat cca 30minut, jevi se mi to jako minimalni cas, protoze pri teplote okoli 24st.C. mel fotoaparat po 30minutach expozice neuveritelnych 31st.C. - pricemz ma cerny hlinikovy kryt - ostatne neni se cemu divit, nebot baterie obvykle vydrzi exponovat cca 60-90minut, takze nekde to topit musi. Myslim, ze EOS300D na tom s tim ohrevem bude nepatrne hure, kvuli plastovym krytum.



Pro mereni jsem pouzil subraw a vzdy 6 snimku a prumer ze 4 nejblizsich. Zbytek je v excelu.

Mam vyrobeny davkovy soubor prave pro tech 6 snimku, aby to clovek nemusel busit do PC - zajemcum mohu zaslat.

HonzaS