Diferenciální fotometrie pomocí DSLR

KDan · #61

Díky za informaci. Já jsem to měřil úplně selsky, z příslušně rozmazaného obrazu jasné hvězdy, takže jsem s měřením trochu mimo.

Přimlouval bych se ještě za pokus o odhalení zdroje nelinearity - jestli se náhodou neděje to, že v průběhu měření stoupá teplota senzoru a tím se mění i linearita. Šlo by to zjistit jednoduchým pokusem - jednou dělat dlouhé pauzy mezi expozicemi a podruhé je naopak vynechat.

PS: Pokud se v mé branži objeví v cestě signálu nelinerita, musím její zdroj eliminovat nebo minimálně lokalizovat stůj co stůj, což mě nabádá k podobnému snažení se i zde.

KDan · #62

Leccos by napověděl i řád polynomu, jemuž křivka odpovídá. Počkám na Zdeňkovy výsledky, uvidíme. Jinak je mně jasné, že jistá míra primární nelinearity je nativní vlastností podobných snímačů. Jde mně jen o to, jestli tam ta případná teplotní závislost něco nepřidává.

brat · #63

Ahoj, tak včera jsme otestovali linearitu Canon EOS 400D. A je to kupodivu lineární detektor. Po převodu do 16ti bitových FITS snímků je lineární v rozsahu 0 - 60 kADU!
Ale pozor, zjistili jsme, že z RGB pixelů toho čipu jsou lineární barvy R a G až do 60 kADU, ale B (modrý pixel) je linární jen do 30 kADU.
Pro fotometrii by tedy bylo nutné měřit jen R či B pixely. Podařilo se nám i rozklíčovat jednotlivé barvy a snímky zbinovat 2x2 do ČB fits snímku a ten načíst do fotometrického programu Muniwin.

Takže zatím to vypadá velmi nadějně.

Teď jde o to ještě to vyzkoušet v praxi. My jsme testovali a měřili snímky bílé zdi.
Chtělo by to nafotit skutečně nějakou proměnku (zákrytovku nejlépe). V praxi budeme simultálně pozorovat s canonem a CCD kamerou na srpnovém praktiku.

Pokud by někdo byl ochoten nasnímat nějakou proměnku a poskytnout mi snímky, můžu to zkusit proměřit i dříve.

Čau Luboš

KDan · #64

Přesto si dovolím poznamenat něco, k čemu mě vede metrologická praxe:

Jednak vůbec nechápu, proč se modrý kanál od odstatních liší - to skoro vypadá, jako by nelineární byl ten pasivní barevný filtr před vlastním pixelem, což je skoro nemožné. Nebo by to musel dělat nějaký nepochopitelný algoritmus uvnitř DSLR. Zkrátka, nějak se mně tohle nezdá.

Druhá věc je, že bych se nebál ani tolik samotné neliniarity, pokud bych její řád dovedl přesně popsat; pak se přece dá všechno triviálně dopočítat. Nejvíc bych se bál stability parametrů převodní charakteristiky senzoru a celého analogového signálového řetězce vzhledem k teplotě, případně k jiným dalším parametrům - třeba napájecímu napěrí (jestli v celém jeho rozmezí fungují všechny stabilizátory, a podobně). DSLR totiž není nijak teplotně stabilizovaná a má fungovat v ambientních teplotách v rozmezí od -20 do +20 stupňů Celsia.

Podobnou technickou poznámku jsem si dovolil proto, že vlastní parametry zařízení jsou jedna věc, ale jejich reprodukovatelnost, stabilita a odolnost věc druhá a toto se týká skoro každého složitějšího elektronického zařízení.

Jinak to zatím opravdu vypadá docela nadějně.

brat · #65

Jednak vůbec nechápu, proč se modrý kanál od odstatních liší - to skoro vypadá, jako by nelineární byl ten pasivní barevný filtr před vlastním pixelem, což je skoro nemožné. Nebo by to musel dělat nějaký nepochopitelný algoritmus uvnitř DSLR. Zkrátka, nějak se mně tohle nezdá.
Ahoj, taky se nám to nezdálo a tak jsme to zkoušeli dvakrát, v různých oblastech čipu a vždy se stejným výsledkem. Jakýkoliv filtr nemůže mít podle mne vliv na linearitu. Maximálně může propustnost filtru ovlivnit při jaké expozici dosáhnem saturace.

Teplotní závislost jsme nezkoušeli, canon jel na své batery, takže předpokládám běžné funkční napětí.

Pokud bys v tom dělal nějaké vlastní testy, dej vědět.

KDan · #66

Maximálně může propustnost filtru ovlivnit při jaké expozici dosáhnem saturace.
Ano, jediné logické vysvětlení, které mě napadá, je, že modrý filtr má menší útlum v propustné oblasti, pixel se ocitá dříve v kompresi a signál potom normalizuje a měřítkuje až nějaký algoritmus za senzorem.

#67

To se mi nezdá, podle všech dostupných údajů firmware do RAW u Canonu nesahá. Respektive když jsem dělal bias nebo dark frame, nikdy není vidět bayerova maska. Protože se děje neúčastní světlo. Pokud by firmware modrý kanál nějak přeškálovával, bylo by to zde asi vidět, pokud to vidět není, muselo by to zpracování být dost komplexní a brát v potaz offsety jednotlivých kanálů při různých citlivostech, a to si nedokážu nějak představit.

Je mi ovšem záhadou, čím to je způsobeno

zdenek · #68

Take mne to nedalo a jeste vcera jsem si s tim hral. Zkousel jsem osvetlovat plochu ruznymi vlnovymi delkami (proste ruzne LED) a myslim (aspon v tuto chvili), ze jsem na to prisel. Pokud nekdo prijde na jine lepsi vysvetleni budu jen rad, pokud to zde uvede.

Modry filtr totiz propousti i cast IC zareni. Pokud pri mereni ovetlujete obyc. zarovkou (a ta ma jako naschval max. vyzarovani prave v IC), bude na modry pixlik dopadat mnohem vice zareni, nez by odpovidalo jen modre barve a tomu bude odpovidat i rychlejsi saturace.

V te souvislosti mne tak napada osvetlovat plochu klasickou bilou LED (coz je podle spektra vyzarovani opet jen cervena, zelena a modra LED v jednom), tedy bez IR slozky

KDan · #69

Jiné vysvětlení asi fakt není. Komprese může prakticky nastávat jedině v místě pixelu a pokud má jeho modrý filtr parazitní propustnost v IR oblasti, zní to víc, než pravděpodobně. Nevěděl jsem, čím jsi osvětloval bílou plochu při měření - myslel jsem, že jsi používal nějaký laboratorní zdroj s ořezaným spektrem.

S těma LED to asi půjde ověřit dobře. Napadá mě ještě displej monitoru, ale nevím, jak moc se tento dá považovat jako světelný zdroj za stabilní.

zdenek · #70

Ono posledni mereni jsme merili spolu s Lubosem Bratem u nej v Peci, takze zadny lab. zdroj, ale obycejna zarovka. Lab. sv. zdroj mam v labine, takze neni problem to ve chvilce volna zopakovat s nim.

Displej monitoru blika, coz by delalo ale asi jen problemy u kratkych expozici. Pro expozice radove sekundy a vice by to snad ani vadit nemuselo. Vyzkousim oboje a dam urcite vedet.

KDan · #71

Neměl by ale IR oblast ořezat ten ACF UV-IR blocking filtr? Nebo to měříš na nemodifikovém foťáku? Nemodifikovaná DSLR ale taky musí mít funkční anti-aliasing filtr - a parazitní IR propustnost modrého filtru není nic jiného, než aliasing. Zřejmě na sebe charakteristiky těch filtrů nepasují optimálně, což sice v praxi nevadí, ale měření nedostatky odhalí...

#72

Moment, Zdeňku, vy jste to snad měřili s modifikovaným foťákem bez jakéhokoli filtru před senzorem ? Pokud ne, tak se tam v IR oblasti nedostane prakticky nic, přestože modré filtry před pixely mají v IR leak (a nejen modré. všechny). Před senzorem je totiž kombinace absorpčního filtru pro zajištění spektrální charakteristiky podobné oku, a tom je napařený interfeneční IR (hot mirror) filtr. To jsou ty "skleněné destičky", co kuchám ven, když chce někdo modifikovat foťák pro astrofoto.

nemodifikovaný foťák:

foťák s vyjmutým IR blok filtrem:

Jde pochopitelně o znormované spektrální charakteristiky, skutečné QE jsou mizerné...

převzato odsud:
http://www.astrosurf.com/buil/350d/350d.htm

#73

A jak mizerná je kvantová účinnost jednotlivých pixelů, a ještě horší když vezmeme v úvahu, že pro každou barvu funguje čtvrtina (R, B) nebo nejvýše polovina (G) pixelů, a ostatní fotony jsou pohlceny.

http://www.astrosurf.com/buil/50d/test.htm

zdenek · #74

Byla to nemodifikovana 400D. O mizive ucinnosti v IR neni pochyb, na druhou stranu obyc. zarovka ma max. vyzarovani prave v IC (v IC vyzaruje radove vice nez ve viditelne oblasti, napr pro uvazovanou IC oblast a modrou barvu je rozdil pro obyc. slabou zarovku temer 100x). To samozrejme nevadi, pokud zahrneme vsechny slozky, kde zejmena R diky vetsi ucinnosti prevladne a vysledny obraz bude do cervena. IR obrazky ale zjevne jdou i bez modifikace Canonu.

To, ze modra propousti o neco vice (byt omezene) IR lze pomerne snadno overit. Staci vzit dalkovy ovladac, pridrzet tlacitko a vyfotit z blizka vysilaci IR LED v nem nejakou delsi expozici (napr. v nasem spolecnem mereni v Peci se nelinearita se projevila pri expozicich radove nad az desitky ). IRLed bude mit barvu do modra.

Modifikovany Canon bez filtru bude mit citlivost na IR bez blokovaciho filtru samozrejme jeste mnohem vyssi. Naopak blokovaci filtr IR by mel pomoci (ale rozebirat svuj Canon nebudu ::) ) a vratit citlivost na IR +/- zpet.

Jak rikam, momentalne to je jedine rozumne vysvetleni, ktere mne napada a vysvetluje rychlejsi saturaci/nelinearitu modre. Pokud napadne nekoho neco rozumnejsiho, at to sem napise. Vecer doma schvalne zkusim cele jeste jednou - zmerim linearitu, ale tentokrate pouziji LED, popr. displej.

#75

Ahoj, napadla mne asi dost velká ptákovina ale nemůže mít ten čip jednoduše menší ty buňky pro modrou (vzhledem k tomu, že modrá je vlnová délka s větší energií)? Vím, že např. stále mlhou zahalený čip Foveon má mít právě různé "citlivosti" na jednotlivé složky kvůli "správnému" podání obrazu, jak jej vnímá lidské oko.