Калибровка снимков при работе с цифрозеркалкой.

[Александр Ростов]

Возможно. Но проверить бы...

Да, проверить не помешает. Всё зависит от алгоритма (как всегда ). Если например 12 бит (DSLR RAW) конвертировать в 16 бит (TIFF) с растяжкой гистограммы (фотошоп, большинство конверторов), то при анализе точка насыщения будет совпадать с границей гистограммы. Если конвертировать 1:1 без растяжки (по-моему IRIS так умеет), то насыщение может быть и в другой точке (часть гистограммы останется неиспользованной - те самые недостающие 4 бита).

[Podarok]

Максим, и с половинной выдержкой гистограмма будет иметь такой же вид.

Да, это так.

[Александр Ростов]

 В процессе калибровки обратил внимание на интересный момент: темные полосы справа от ярких звёзд. Сложено 50 кадров по 75 секунд, bias+dark, flat. IRIS. Кадры снимались с поворотом и смещением (несколько раз рефокусировался на Рубинаре). Похоже на блюминг CCD, но только наоборот. Кто знает, что за явление?

[DJ.]

калибровочный кадр должен сниматься при том же положении камеры, что и калибруемый кадр.И никаких проворотов камеры или перефокусировок!
На приведенном примере снималось синее дневное кавказское небо.

Как же камера может не двигаться, когда при съемке ночного неба она по-любому двигается вслед за небом на монтировке... т.е. флэт тоже надо снимать с монтировки с включенным движком Но тогда ж ерунда получится. А если просто со штатива, то куда смотреть камера должна, если при съемке дипская она смотрела по определению в разные стороны постепенно двигаясь...

И где найти описание, что такое дарк (темновой кадр) и как его снимать?

Спасибо!

[Олег Чекалин]

Имеется ввиду недопустимость смещения камеры относительно оптики телескопа.

Темновой кадр в простейшем виде снимается с экспозицией равной рабочей субэкспозиции в полной темноте. Можно крышку телескопа закрывать, можно пытаться температуру подбирать и потом дома его снимать, при известной сноровке прокатит и то и другое.

Для уменьшения шума, вносимого калибровкой и лучшей статистики темнового тока рекомендуется складывать несколько темновых кадров, лучше по сигма-клиппингу.

[DJ.]

Имеется ввиду недопустимость смещения камеры относительно оптики телескопа.

Темновой кадр в простейшем виде снимается с экспозицией равной рабочей субэкспозиции в полной темноте. Можно крышку телескопа закрывать, можно пытаться температуру подбирать и потом дома его снимать, при известной сноровке прокатит и то и другое.

Для уменьшения шума, вносимого калибровкой и лучшей статистики темнового тока рекомендуется складывать несколько темновых кадров, лучше по сигма-клиппингу.

А к темновому кадру первое тоже относится? Т.е. смещение оптики телескопа, а так же фокусировка... просто я не совсмем представляю как можно довести до дома телескоп не сняв с него камеру и не сбив ее, а главное и при этом еще и фокус не сбить

А так сейчас попробовал отснять темновой кадр (пока погоды нет и применить его к недавним фоткам М42) - нифига не вышло, т.е. после сложения в ДСС фигня какая-то получилась Кстати, а усредненные калибровочные кадры обязательнов Ирисе получать, или можно все что отснял запихать в ДСС, а она сама уже все усреднит и все остальное сделает...?

[Олег Чекалин]

Имеется ввиду недопустимость смещения камеры относительно оптики телескопа.

Расшифровываю - это относится только к съемкам плоских полей.

[DJ.]

Имеется ввиду недопустимость смещения камеры относительно оптики телескопа.

Расшифровываю - это относится только к съемкам плоских полей.

Понял! А фокус? Темновые кадры можно с любым фокусом снимать или обязательно тот же что на лайтах? А то не совсем понятно как довести домой телескоп не сбив ему фокус хотя бы чуть чуть И почему так важна такая же температура - какая погрешность все-таки может быть по температуре?

[Олег Чекалин]

http://astrosurf.com/buil/iris/tutorial2/doc8_us.htm
http://astrosurf.com/buil/iris/tutorial2/doc9_us.htm
и далее....

Самые лучшие объяснения что и как необходимо делать.
Олег.

[Александр Ростов]

 А кто подскажет, как оценить уровень шума одиночного кадра, в перспективе сложения серии? К примеру, уровень шума (RMS) низок, но существует некоторое количество небольших пиков, которые "пролезут" даже через sigma clip. При сложении получим бяку. Как быть?

 Вторая часть этого вопроса - термокалибровка темнового кадра. Коэффициенты просто пугают - на серии последовательных кадров равной экспозиции коэффициенты от 0,8 до 5.1. Есть подозрение, что на итоговом результате такие калибровки сказываются негативно. Что делать?

[Павел Бахтинов]

А кто подскажет, как оценить уровень шума одиночного кадра, в перспективе сложения серии? К примеру, уровень шума (RMS) низок, но существует некоторое количество небольших пиков, которые "пролезут" даже через sigma clip.

Не совсем понял вопрос: хочется по одиночному кадру оценить, как будет вести себя RMS сложенной серии? Или RMS как интегральный параметр вообще не устраивает?

Кстати, обычно заметные на глаз "пики" через сигма-клиппинг не пролезают - при использовании dithering и при правильном выборе коэффициента при сигме. Этот коэффициент зависит от числа  складываемых кадров N. Для N>10 можно пользоваться коэффициентом 3, а вот при меньшем числе кадров наилучшим будет его значение, чуть меньшее корня квадратного из N-1.

Вторая часть этого вопроса - термокалибровка темнового кадра. Коэффициенты просто пугают - на серии последовательных кадров равной экспозиции коэффициенты от 0,8 до 5.1. Есть подозрение, что на итоговом результате такие калибровки сказываются негативно. Что делать?

Такой разброс коэффициентов - это явно неправильно. Возможно, уровень систематической (температурно зависимой) составляющей помехи оказался настолько мал на фоне случайных шумов (из-за того, что выдержка мала, например), что используемый софт просто не смог его правильно оценить. Если причина в этом, лучше вообще отказаться от температурной поправки (она все равно будет малоэффективна), работая с коэффициентом 1.

[Александр Ростов]

А кто подскажет, как оценить уровень шума одиночного кадра, в перспективе сложения серии? К примеру, уровень шума (RMS) низок, но существует некоторое количество небольших пиков, которые "пролезут" даже через sigma clip.

Не совсем понял вопрос: хочется по одиночному кадру оценить, как будет вести себя RMS сложенной серии?

Ну в общем-то да. Это реально?

Или RMS как интегральный параметр вообще не устраивает?

Тоже как вариант. Шум с высоким RMS легко уходит при сложении достаточного числа кадров. А вот эти небольшие пики и низкочастотные шумы после сложения создают шумовую картину, снова близкую к исходной

Кстати, обычно заметные на глаз "пики" через сигма-клиппинг не пролезают - при использовании dithering и при правильном выборе коэффициента при сигме.

Мммм... уже запутался - dithering или всё же drizzling? Если второе, то какова его желательная амплитуда (размером кадра как-то не очень хочется жертвовать).

Этот коэффициент зависит от числа  складываемых кадров N. Для N>10 можно пользоваться коэффициентом 3, а вот при меньшем числе кадров наилучшим будет его значение, чуть меньшее корня квадратного из N-1.

Позвольте тогда еще вопрос (ну что поделать - много их, ой как много! ): Имеет ли смысл использовать еще меньшие коэффициенты, например 1 при N>50?

Такой разброс коэффициентов - это явно неправильно. Возможно, уровень систематической (температурно зависимой) составляющей помехи оказался настолько мал на фоне случайных шумов (из-за того, что выдержка мала, например), что используемый софт просто не смог его правильно оценить. Если причина в этом, лучше вообще отказаться от температурной поправки (она все равно будет малоэффективна), работая с коэффициентом 1.

Павел, огромное спасибо!

[Ivan Mhitarov]

Мммм... уже запутался - dithering или всё же drizzling? Если второе, то какова его желательная амплитуда (размером кадра как-то не очень хочется жертвовать).

dithering - небольшой сдвиг монтировки между кадрами одной серии. Мы у себя делаем сдвиг подвижкой гидирующей звезды в Максиме в пределах +-5 пикселей (около 8 секунд на Philips c ТАЛ-75R). Поля теряются совсем небольшие.

[Александр Ростов]

Мммм... уже запутался - dithering или всё же drizzling? Если второе, то какова его желательная амплитуда (размером кадра как-то не очень хочется жертвовать).

dithering - небольшой сдвиг монтировки между кадрами одной серии. Мы у себя делаем сдвиг подвижкой гидирующей звезды в Максиме в пределах +-5 пикселей (около 8 секунд на Philips c ТАЛ-75R). Поля теряются совсем небольшие.

Нет, ditheting - это добавление к сигналу шума для рандомизации ошибки квантования: http://en.wikipedia.org/wiki/Dithering
А drizzling - это как раз сдвиг. Об этом и о связи с ditheting - вот тут: http://en.wikipedia.org/wiki/Drizzle_%28photometry%29

Что касается амплитуды - вот тут мне 5 pix не хватает к сожалению, поэтому и спросил. На фото идут полосы шириной по 30-100 pix, причем полосы горизонтальные, т.е. приходится жертвовать меньшей стороной кадра. Кроме как дриззлингом - не знаю как убрать.

[Pilgrim]

Нет, ditheting - это добавление к сигналу шума для рандомизации ошибки квантования: http://en.wikipedia.org/wiki/Dithering
А drizzling - это как раз сдвиг. Об этом и о связи с ditheting - вот тут: http://en.wikipedia.org/wiki/Drizzle_%28photometry%29

Неа, то другой дизеринг , на лицо терминологическая путаница:

Jim Solomon's Astrophotography Cookbook:
If the last step is the dress rehearsal, then this step is the main performance. I like to dither between exposures in order to maximize the signal to noise ratio of the stacked result. By dither, I mean slew the mount ever-so-slightly in RA and/or DEC in a random direction between each exposure, in order to move the target around on the imaging chip.


Под дриззлингом обычно подразумевается использование под-пиксельных смещений на малые величины для вытягивания более высокого разрешения (в том числе и для формирования цветного изображения с баеровской матрицы без интерполяции bayer drizzling). По сути понятия родственные - делая дизеринг мы обеспечиваем в т.ч. те самые подпиксельные смещения для дриззлинга.

Вобщем запутаться тут легко! Я бы сформулировал так: дизеринг (в нашем случае) - процесс межкадрового сдвига астрографа во время съемки. Дриззлинг - использование субпиксельного сдвига при обработке для некоторого повышения пространственного разрешения.

[Павел Бахтинов]

хочется по одиночному кадру оценить, как будет вести себя RMS сложенной серии?

Ну в общем-то да. Это реально?

На 100% корректно - наверное, нет (при сильно ненормальном распределении), но, в большинстве практических случаев, RMS довольно точно следует известному закону корня квадратного из числа сложенных кадров. Т.е., RMS - довольно устойчивая оценка, даже при изрядном числе "выбросов" (отклонений от нормалього распределеления). Главное условие, при котором указанный закон продолжает работать - статистическая независимость помех на складываемых изображениях. Отсюда - необходимость dithering.

Или RMS как интегральный параметр вообще не устраивает?

Тоже как вариант. Шум с высоким RMS легко уходит при сложении достаточного числа кадров. А вот эти небольшие пики и низкочастотные шумы после сложения создают шумовую картину, снова близкую к исходной

Выбросы (сравнительно малочисленные) можно увидеть, построив гистограмму картинки (в логарифмическом масштабе по вертикальной оси). Но это будет не количественная, а, скорее, качественная оценка.
Повторюсь, что подобные выбросы должны подавляться сигма-клиппингом при правильном его применении.

Имеет ли смысл использовать еще меньшие коэффициенты, например 1 при N>50?

При снижении коэффициента уровень шума растет, но довольно плавно (в пределе приближаясь, наверное, к значению, получаемому при медианном сложении). Малейшее же превышение указанного порога (корень из N-1) приводит к скачкообразному росту RMS и появлению заметных на глаз дефектов (горячих пикселей). Этот порог относится к случаю, когда в каждой точке изображения имеется лишь один дефект (выброс) во всей последовательности кадров, в противном случае коэффициент придется снижать (однако данное условие единичности дефектов практически не мешает на практике, т.к. применение коэффициента больше 3-х все равно бессмысленно при любом числе кадров).

dithering - небольшой сдвиг монтировки между кадрами одной серии. Мы у себя делаем сдвиг подвижкой гидирующей звезды в Максиме в пределах +-5 пикселей

Ну да, где-то так.

Я бы сформулировал так: дизеринг (в нашем случае) - процесс межкадрового сдвига астрографа во время съемки. Дриззлинг - использование субпиксельного сдвига при обработке для некоторого повышения пространственного разрешения.

Именно это я и  имел в виду.

[Александр Ростов]

Павел, Иван, Игорь - спасибо! Прояснилось немного. Когда теоретическая база в порядке, тогда и практика более результативная. Пойду покалибруюсь...

[KMM]

Хм, тут вот что пишут в главе 5 "Калибровка кадра":

Эксперимент показал, что нельзя делать уровень фона изображения “плоского поля” много больше уровня фона редуцируемого изображения, как требует того выражение (7). На больших перепадах сигнала сказывается нелинейность и ошибки переноса ПЗС, что приводит к снижению качества поля. Наилучшие результаты достигаются, когда уровень фона  “плоского поля”  лежит в пределах  1 – 1.3  от  уровня фона редуцируемого кадра.

Такое ограничение на  уровень “плоского поля” исключает его увеличение с целью уменьшить относительные шумы Sf (i,j) – U(i,j). Остается второй путь : усреднение ряда “плоских полей”. И этот путь наиболее плодотворен. Если усреднить медианой несколько кадров различных участков неба, полученных с близкой экспозицией и в одном фильтре, то некоррелированная составляющая  (звезды) будет подавлена, в то время как коррелированная составляющая (неравномерность и дефекты поля) отчетливо проявяться. Полученное “плоское поле” естественно повторяет спектр ночного неба и имеет оптимальный уровень фона.
......
Автор смело заявляет, что ни подкупольное “плоское поле”, ни утренне-вечернее столь впечатляющего выравнивания изображения не дадут.

[KMM]

У современных цифрозеркалок, как ни странно, линейность весьма неплоха, а ошибки переноса в общем-то отсутствуют (для Кэнонов). Поэтому то, что было актуально для матрицы и камеры производства середины 90-х, сейчас ждя цифрозеркалок (и большинства матриц) имеет другую значимость....

А как же антиблюминг реализуется, если тут на форуме везде пишут, что как раз эта фишка и вносит нелинейность в области больших отсчётов? Даже для фотометрии не рекомендуют матрицы с антиблюмингом из-за этой нелинейности...

[Олег Чекалин]

Мне кажется это больше из области писательства. При насыщении 2/3 я не замечал на Никоне Д70 никаких проблем с нелинейностью.
Вот например график для чипа Сони 285
http://www.artemisccd.co.uk/images/285.gif