Выбор гейна, офсета, iso, выдержки etc.

[PavelF]

Если мы все же не верим производителю, то как выяснить DC (Dark Current)?

А вот интересно было бы сравнить по полному кадру.

Все пересчитывать не стал. Посчитал только для гейна 200 на обеих выдержках. Значение RN выросло, но осталось в пределах, заявляемых производителем.

[diant]

Павел, чтобы вы не "простаивали", напишу на сон глядя вам инструкцию к пункту (2).
Итак, как мы находит темновой ток своей матрицы при выбранной температуре, ну скажем -20.
В голову приходят два варианта.

Вариант 1
- Глухо закрываем камеру крышкой и т.п.
- Включаем холодильник на -20, ждем достижения температуры.
- Снимаем одни биас (B) и один дарк (D) длительностью t при каком-нибудь гейне (лучше наверное при g200, чем при g0)
- Вычитаем из дарка биас: D-B
- Смотрим среднее значение файла (это просто цифра, Mean или Average, в зависимости от программы) - m(D-B)   (это у нас получился темновой ток за время t в единицах ADU/pix)
- Находим DC = m(D-B)/t   (выраженный в единицах ADU/pix/sec)
- Переводим DC в электроны через коэфф. e/ADU   (получаем DC, выраженный в e/pix/sec)
Всё.

Комментарий:
1) Время t надо выбрать "разумно" - то есть чтобы оно было не очень мало (иначе считать будет нечего) и не очень велико (иначе самые горячие пикселы начнут уже зашкаливать). Гистограмму надо проверять у дарка на предмет ее необрезания сверху - это важно! Если она обрезается, гейн надо опустить или t уменьшить.

2). Можно опять же работать не по полному кадру, а без полей (ну скажем но 90-95% площади).
Тогда среднее значение берется по выделенной области.

Вариант 2 (через DN)
- Глухо закрываем камеру крышкой и т.п.
- Включаем холодильник на -20, ждем достижения температуры.
- Снимаем два дарка (D1 и D2) одинаковой длительности t при каком-нибудь гейне (лучше наверное при g200, чем при g0)
- Вычитаем один из другого: D1 - D2   (при этом биасы с паттерном успешно вычитаются, но шумы биасов RN конечно складываются, также и сами темновые токи DC вычитаются, но тепловые шумы DN конечно опять складываются; другими словами мы получаем кадр с четыремя НЕЗАВИСИМЫМИ шумами в нем: RN, RN, DN, DN)
- Делим разницу (D1-D2) на корень из двух.
- Смотрим значение StdDiv (в единицах ADU)
- Решаем уравнение с одним неизвестным: StdDiv^2 = RN^2 + DN^2   (StdDiv только что нашли, RN берем из вычислений для пункта (1) в единицах ADU; находим неизвестное значение DN, выраженное в единицах ADU, - это у нас тепловой шум за время t)
- Переводим найденное DN в электроны через коэфф. e/ADU   (получаем DN, выраженный в e-)
- DC(t) = DN^2   (темновой ток за время t; выражен в единицах e/pix)
- DC = DC(t) / t   (мы нашли темновой ток в единицах e/pix/sec)
Все.

Комментарий:
1) Время t надо выбрать "разумно" - то есть чтобы оно было не очень мало (иначе считать будет нечего) и не очень велико (иначе самые горячие пикселы начнут уже зашкаливать). Гистограмму надо проверять у дарка на предмет ее необрезания сверху - это важно! Если она обрезается, гейн надо опустить или t уменьшить.

2). Можно опять же работать не по полному кадру, а без полей (ну скажем но 90-95% площади).
Тогда StdDiv берется по выделенной области.

Писал на ночь глядя - интересно с утра глянуть, чего понаписал

Что касается темновых кадров вообще.
Есть категория CMOS матриц (CCD этим кажется не страдают), которым свойственна нехорошая вещь.
Как по мне, так очень нехорошая. Называется "телеграфный шум". Кто такие матрицы придумал, их бы...
У обычных матриц есть нормальные пикселы, а есть горячие.
Это дело отлично вычищают дарки.
А у этих матриц есть еще третья разновидность пикселов - "мерцающие". Один раз они нормальные, а на другом кадре бац - и стали горячими.
Никакие дарки с такими пикселами не совладают. Для таких матриц "косметика" после калибровки дарками становится обязательным правилом.

Еще раз повторю - CCD кажется такой ерундой не болеют. А среди CMOS встречаются товарисчи. Мне известна только одна такая матрица - 1600-я.

Проверить свою камеру на подобную ерунду можно простой процедурой Blink (в Пиксе) - блинкуя два отснятых подряд дарка.

[PavelF]

Вечером займусь новыми опытами. Попробую оба варианта. Результаты опубликую.

[Ihtamnet II]

Есть категория CMOS матриц (CCD этим кажется не страдают), которым свойственна нехорошая вещь.

Вчера прочитал про еще одну. Может все и так знают об этом, но у меня нет КМОПа для дипская, поэтому был не в курсе. Если вкратце - пока КМОП не замена ПЗС, а только альтернатива со своими достоинствами, но и недостатками.
https://bbs.astronomy-imaging-camera.com/viewtopic.php?t=6204

[diant]

Снималось Максимом.

Возможно, драйвера косые.
Я когда снимаю Максимом (только ZWO-шной камерой), он все честно прописывает. Внизу пример.

у сонек ILCE-7* странные графики - пологие "трёхступеньки".
с последней ступенькой понятно - там постобработка, а вот резкий перепад в середине непонятный.

Мне тоже такие камеры не понятны. Не знаю, честно говоря, как они "добиваются" таких ступенек.

[PavelF]

Возможно, драйвера косые.

Драйвера, очевидно, родные. И свежие. Возможно, камеры QHY такую инфу не возвращают.

[PavelF]

Итак продолжаем исследования

Считаем по варианту 1.

Offset камеры выставлен так, чтобы не обрезался слева. Получилось 73.
Сняты биасы и дарки. Температура -20. Gain 200. Offset 73. Выдержка дарка 700с. Выдержка биаса 0,0001.
Дарк был проверен, что не обрезается справа. Биас брался не первый, т.е. без артефакта.

Далее использую фитсворк
1. Загружаю биас и дарк. Выбираю дарк.
2. Выбираю вычитание биаса из кадра в меню
3. Правой кнопкой мыши жму на полученном кадре и смотрю на mean.
4. Обалдеваю от отрицательного числа. Меня это огорчает, но не останавливает.
5. Далее делаю вычисления в Excel

Примечания:
- Как выяснилось, производить операцию вычетания не обязательно. Можно вначале найти среднее по кадру и по дарку отдельно. А потом вычесть одно из другого. Разницы нет.
- Во второй колонке проделано все тоже самое. только для фрейма
- Полученную величину ADU/sec делил на 16. Кадр приведен в 16 бит, хотя оригинал 12 разрадный.
- Коэффициент e-/ADU взят из таблицы производителя для Gain 200
- Отрицательное число вызывает вопросы. Откуда оно взялось ясно. Гистограмма биаса, за счет оффсета, не обрезана слева. А гистрограмма дарка слева обрезана. При том же оффсете. Как такое может быть?
- Результат по полному кадру, оказался лучше, чем по фрейму? Как так?

Если пренебречь выявленными странностями, то следует признать, что полученный результат неплохо согласуется с документацией производителя. По его графику, для -20 градусов, DC = 0.006. А по полному кадру даже лучше, почти в два раза. Но странности вызывают вопросы. Может я что-то не так сделал?

[PavelF]

Расчет по варианту 2

Все условия и параметры съемки аналогичны предыдущим.
Использую фитсворк. Механизмы подробно освещались ранее, поэтому скрины приводить не буду.

1. Закгружаю два дарка
2. Вычитаю один из другого
3. Делю полученный кадр на корень из двух (1,4142)
4. Делю полученное число на 16, чтобы нормировать по разрядности. Кадр 16 разрядный, а камера 12.
5. Из таблицы беру RN/16 для Gain 200, (2,74938)
6. По условию DN=SQRT(StdDiv^2-RN^2). Под корнем отрицательное выражение.  Меня это огорчает, но не останавливает. Беру подкоренное выражение по модулю. 
7. Из таблицы беру e/ADU для гена 200 (0,324774115)
8. Получаю DN в е-, умножением п.6 на п.7
9. Возвожу результат в квадрат, чтобы получить DC(t)
10. Получаю DC в e/pix/sec, разделив результат п.9 на время выдержки 700 сек.

Причечания:
- Полученное на 6 шаге отрицательное число под корнем удивило. Хотя уже не так, как отрицательное число в прошлом расчете.
- Математические вычисления немного более замороченные, чем в первом варианте
- Подумал, что привести к истинной разрадности нужно до вычисления результата уравнения. И решать его уже для нормированных значений.
- Результаты расчетов приведены в таблице ниже. Сделаны как для полного кадра, так и для фрейма.

Результат тоже стыкуется с данными производителя. Если рассматривать полный кадр. фрейм при этом показывает результат лучше, что противоречит расчету по варианту 1. Расчет для полного кадра тоже не стыкуется расчетом по первому варианту. Прошу проверить и поправить, если где-то накосячил.

[diant]

4. Обалдеваю от отрицательного числа. Меня это огорчает, но не останавливает.

Это какой-то нонсенс и с ним надо разобраться.
Давайте сюда ссылки на ваш биас и дарк (на ФИТы).
Павел, не может быть, чтобы среднее по дарку (при прочих равных выставленных) было меньше, чем среднее по биасу.

ПС. Павел, вообще повеселили. У вас отличное чувство юмора

[PavelF]

Антон, сам долго смеялся выпучив глаза. Проверил несколько раз. И даже перснял.

Дарк: https://yadi.sk/d/_f3qYW21RCTSvg
Биас: https://yadi.sk/d/QYQsQolT10uqMw

Да, камера еще торчит в холодильнике, так что если что переснять, запросто.

[diant]

Да, камера еще торчит в холодильнике, так что если что переснять, запросто.

!?!?!? Не понял...

[PavelF]

Дома тепло. Она до -20 не опустится. Пришлось засунуть ее в холодильник. В нем она и до -40 опускается. 
Ну не на улице же снимать?

[Алексей В.К.]

Да, камера еще торчит в холодильнике, так что если что переснять, запросто.

!?!?!? Не понял...

Если, открыв холодильник, вы увидете работающую фотокамеру - не удивляйтесь, вы в доме астрофотографа
Извините за оффтоп..

[PavelF]

Если, открыв холодильник, вы увидете работающую фотокамеру - не удивляйтесь, вы в доме астрофотографа
Извините за оффтоп..

Кто Вас подпустит к холодильнику, когда там камера работает?

[diant]

Павел это что-то из области фантастики.
Не может дарк быть НИЖЕ чем биас в гистограмме, если параметры выставлены одинаковые.
Что бы я сделал.
Переснял бы еще раз биас и дарк при одинаковой температуре, гейне и офсете.
Возможно сделал бы это в другой программе (скажем в Максиме).

Если среднее по палате дарку окажется снова меньше, чем по биасу - я бы шел дальше таким путем.
Снял бы биас с выдержкой 0.3с, потом 1 с, потом 2 с, потом 4 с и так до тех пор, пока не увидел момента, когда средннее по нему начинает проваливаться вниз относительно чистого биаса. Тогда уже можно что-то анализировать.

Сейчас пока все выглядит так, как будто дарк снят при меньшем офсете.

[PavelF]

Да, вот такая у меня камера. Она не добавляет электроны, а вычитает их. Правда в произвольных местах. А что настройки съемки одинаковые, Вы могли и сами убедиться.

Ладно, пойду ее проведаю. Холодно ей в холодильнике, может поэтому хулиганит?

Сниму биасы с разными выдержками. Посмотрим, что получится. Однако, отмечу, что вчера время выдержки ни на что не повлияло.

[diant]

А что настройки съемки одинаковые, Вы могли и сами убедиться.

Как раз нет. Офсет в шапке не прописан, увы.

Да, вот такая у меня камера. Она не добавляет электроны, а вычитает их.

Есть вариант. Если в вашей камере под холодильником время течет вспять, то темновой ток, конечно, получится отрицательным. И тогда все согласуется.

[PavelF]

Как раз нет. Офсет в шапке не прописан, увы.

Поскольку я оффсет не менял, да и не поменять его в процессе серийной съемки, остается второй вариант. его и будем придерживаться

p.s. Новую серию запустил. С дарками, и биасами по 0.0001, 0.3 и 1 сек. если не поможет, пересниму Максимом.
p.p.s. В любом случае пересниму Максимом.

[EvgeniyM]

Вот, закончилась теория (математика) и начинается физика (жизнь).
Так не только у Павла... Просто китайские камеры захватывают "черные" фотоны.
Максим не поможет, там будет точно также.

[PavelF]

Вот, закончилась теория (математика) и начинается физика (жизнь).
Так не только у Павла... Просто китайские камеры захватывают "черные" фотоны.
Максим не поможет, там будет точно также.

Ток темный, от темных фотонов. С отрицательной энергией. Так что все правильно. Главное, чтобы холодильник не пострадал.