Съемка слабых объектов в условиях сильной засветки

[p.v.]

Вопрос вот в чем - фон это не шум, а системный сигнал. Для нас паразитный. Но он отлично копится вместе с полезным. Тут светлые головы предлагают забить на него. Чикнуть мышкой и дело в шляпе. Нахрена забираться в тьмутаракань за темным небом, если решение лежит на поверхности.

[AlexYu]

Вопрос вот в чем - фон это не шум, а системный сигнал.

Это ошибочное утверждение. Он  (фон, засветка) не только, как вы говорите, "системный сигнал", но шум тоже. Если бы засветка не шумела, было бы все намного лучше. Но она шумит. Так что под темное небо все же лучше. Но если нет такой возможности (у меня, например, практически нет), то и в засветке тоже кое-что можно сделать. Но придется долго копить. Естественно, такое же долгое накопление под темным небом дало бы результат лучше. Но, как говорится, "когда нет гербовой, пишут на простой"...

[p.v.]

Он  (фон, засветка) не только, как вы говорите, "системный сигнал", но шум тоже.

Слушайте, ну не надо скатываться до подзаборного разговора с серьезным видом. Про модуляцию я тоже слышал. Вы слышали про обобщения? Ну так я говорил в общем, если что.
Уровень засветки я приводил в начале темы в цифрах. Это 6m, если считать разницу серой и красной зон. Это 300 раз. 300 это 2^9. Остается 7 разрядов на всякие полезности. Ок. У нас логарифмическая шкала. На снимках серой зоны есть звезды 21.5m. Для оцифровки этого ДД надо 24 разряда. Их нет, есть только 16. Что мы делаем с сигналом? Жмем.
Ок. Шум был 1 разряд. После сжатия он тоже стал занимать 1 разряд. Идея понятна, почему он растет на сумме?

Но придется долго копить.

Ну, кто ж вам запретит. Понять про что эта тема, видимо не судьба

[AlexYu]

Идея понятна, почему он растет на сумме?

Не несли бы вы безграмотную чушь...

[Дмитрий Маколкин]

Вопрос вот в чем - фон это не шум, а системный сигнал. Для нас паразитный. Но он отлично копится вместе с полезным. Тут светлые головы предлагают забить на него. Чикнуть мышкой и дело в шляпе. Нахрена забираться в тьмутаракань за темным небом, если решение лежит на поверхности.

Да, фон - штука системная. Но системный сигнал можно вычесть, причём с той точностью, с которой мы его знаем.
Беда в том, что шум в фотонах у яркого фона больше, чем шум у тусклого фона.
Накапливая фон, мы уточняем своё знание о его величине, и вычитаем его более точно.

[p.v.]

Не несли бы вы безграмотную чушь...

Серьезный аргумент. Узнаю брата колю.
По секрету. Я только этим и занимаюсь. Несу "чушь" в массы. Мне за это еще и деньги платят.

[AlexYu]

Их нет, есть только 16.

16 разрядов? Лихо... Ну если бы программу суммирования писал бы безграмотный пень, который бы это суммирование делал в 16-ти разрядах, то да, ничего бы не работало. Все бы просто переполнилось. Но программы не только тупицы пишут. И еще. Отрезание делать надо после суммирования, а не до него.

Ладно. Этот p.v. случай тяжелый, он мне надоел. Тем более, все уже все поняли (кроме p.v. и ему подобных, естественно).

[p.v.]

Я понял. Еще один чайник нарисовался выдающий себя за академика.Чем разрядность обработки отличается от разрядности матрицы понимаем?  Закончили умничать.

[p.v.]

Этот p.v. случай тяжелый, он мне надоел. Тем более, все уже все поняли (кроме p.v. и ему подобных, естественно).

Ну другого у нас для вас нет. Не только вам надоел, что делать. Хотя, по большей части он думает своей головой и несет просвещение в массы в отличие от большинства, стоящих исключительно на устоях и скрепах. Справимся, не переживайте.

[AlexYu]

Накапливая фон, мы уточняем своё знание о его величине, и вычитаем его более точно.

Все верно. Но можно даже проще сказать. Мы убираем (не полностью, конечно) случайные флуктуации фона от пикселя к пикселю. Без накопления фон "рябой" (причем случайным образом), а с накоплением намного более "гладкий". Да это просто глазами видно, если с этим немного повозиться.

[Дмитрий Маколкин]

Накапливая фон, мы уточняем своё знание о его величине, и вычитаем его более точно.

Все верно. Но можно даже проще сказать. Мы убираем (не полностью, конечно) случайные флуктуации фона от пикселя к пикселю. Без накопления фон "рябой" (причем случайным образом), а с накоплением намного более "гладкий". Да это просто глазами видно, если с этим немного повозиться.

Я бы ещё добавил, что крупномасштабные вариации фона (пресловутый градиент фона) при правильной калибровке, как выше говорил Игорь, полученной при адекватном подавлении всяческих паразитных засветок, позволяют моделировать его в том же Пиксе с достаточной точностью простыми зависимостями - полиномами низких степеней ( в идеале - линейный градиент). Но для этого значительная доля кадра должна быть свободна от объекта, а это бывает не всегда. Тогда есть шанс вместе с фоном вычесть низкие пространственные частоты полезного сигнала, но это уже не вопрос к накоплению, а к компоновке кадра.

[Pilgrim]

Собственно вот график. Изменение соотношения сигнал/шум в зависимости от количества кадров в сумме.
Использовано 545 кадров по 2 минуты, L канал в красной зоне засветки (Bortle-7)

Вот архив сумм (кропы на галактике PGC 90179 / 2MASX J13272560-4256201 в правой части кадра)
Вот архив всех 545 кропов (L-канал, 2 мин, ASI2600MM, TAL250K+Reducer Mk2)

Кстати галактика около 16^m визуальной, её поверхностная яркость около 22.5 Mag/arcsec² при засветке неба 18.9 Mag/arcsec² 

Как видите, в городе 2.5-миллионнике, на 18 часах накопления без светофильтров, график не показывает ни малейших признаков асимптотического приближения к какому-то мифическому "барьеру". И нет никаких математических причин чтобы он вдруг начал это делать на 200 часах или на 2000.

(Разумеется не надо пороть горячку про "съёмку днём", корень квадратный это весьма медленный прирост, а время наш самый ценный ресурс. Обязательно нужно стремиться под тёмное небо, чтобы за те же часы получить в разы лучший результат.)

[p.v.]

Отлично, в студии появились цифры. Во-первых, у вас замечательные результаты. Во вторых, непонятно в каких попугаях фитстакер измеряет шумы. В третьих, никто не говорил, что шумы не падают в отношении корень из N. И в четвертых, это главное, посмотрите на свою кривую шумов. Точно такую же я нарисовал выше на графике https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,202959.msg5666205.html#msg5666205. А это значит, что SNR стремится к определенному пределу. Что только подтверждает сказанное мной и не опровергает сказанное вами. Так что с тенденциями все нормально. Немного напрягает прямой участок на вашем графике после сложения 200+ кадров. Прямым он никак не может быть. Спишем это на погрешность измерения.
И по цифрам. У вас шум 2мин. одиночника в красной зоне 28dB, на сумме 547 кадров 64 dB. У меня в серой зоне на 5 мин. одиночнике (Ha) на более шумной камере 63db. Это значит, что на моем снимке измерены шумы камеры, а не неба (фильтр их давит). Чтобы они вылезли, надо делать экспозицию в 15-20 мин. Но все сгорит к чертям. Все это говорит о сомнительности затеи о накоплении в красной зоне. Но. Мы имеем то, что имеем. Копите 1000 часов, добавите еще 5-10 db к имеющимся 64. Бог в помощь. Без злорадства.
И про лженауку давайте аккуратнее. Ярлыки имеют обратимое свойство - приклеиваться к говорящему. Тут мы имеем дело только с математикой и физикой. И немного анализа.

[Илон]

Вот мой тусклый дип в плохой зоне, а именно красная, вблизи города Минска. Туманность Ирис или NGC 7023. И удалось накопить 2 с половиной часа экспозиции за 2 ночи.
Снимал на SW150/750 EQ3-2 Nikon D5200

[onwlad]

Собственно вот график. Изменение соотношения сигнал/шум в зависимости от количество кадров в сумме.

 

С другой стороны, есть доля правды в тех словах, что с некоторого предела,  дальнейшее увеличение накопления почти не приводит к  улучшению картинки.  Причин несколько:

1. Обычно оценивают свои суммы чисто визуально, на "глазок". К примеру, если к 2 часам добавить еще 2 часа - то рост SNR на 41 %  заметен  сразу и невооруженным глазом.  А к имеющимся 30 часам эти 2 часа добавки дают всего 3 %. Глазом вы это, скорее всего, не увидите !

2. Проницание. Здесь еще интереснее.  Можно добавить к имеющимся 20 часам еще 10 и не получить прироста видимого количества звезд на сумме. Ну, не видно более слабых звезд. Отсюда также делается  вывод, что все, предел достигнут, дальнейшее увеличение времени выдержки бесполезно.  Хотя эти 10 часов частью собраны в цирусах (ну, не выкидывать же, жалко  ) или при очень плохом сиинге.

Не ленитесь, пока молоды и здоровы обязательно выезжайте на темное небо.

[Aleksndr]

Ох, 2 страницы споров... Я когда написал, что сигнал/шум перестает расти, думал, что тут все профессионалы и понимают о чем речь, и не будут говорить о  бесконечном приросте сигнала и съемках днем, но
В моем конкретном случае камера 550d, и снимал я IC434 3 месяца, после 9 часов перестал замечать улучшение, но все равно продолжал снимать, в итоге почти 20 часов, а только картина фона стала сложнее (пятна и прочие гадости), деталей на туманности не особо прибавилось. Оно и понятно, 300+ кадров, десяток групп стеков, у всех свои калибровочные, у всех разная температура, в итоге не удивлюсь если эти калибровочные лишь вносят дополнительный шум, вместо того чтобы что то вычитать.
Сейчас я склоняюсь к тому, чтобы выезжать под темное небо, делать в разы меньше кадров и не иметь столько проблем с калибровкой и сложением. При этом получать лучший результат. Думаю что главная проблема, (из за чего не видно прироста snr) это кривые калибровочные кадры.

[Дмитрий Маколкин]

Думаю что главная проблема, (из за чего не видно прироста snr) это кривые калибровочные кадры.

Хороший прирост в качестве калибровки даст переход на охлаждаемую камеру со стабилизацией температуры сенсора.

[Aleksndr]

Хороший прирост в качестве калибровки даст переход на охлаждаемую камеру со стабилизацией температуры сенсора.

Вот чуть чуть не успел её купить до событий, и в первую очередь именно ради охлаждения и стабильности от кадра к кадру, делаю все возможное чтобы ускорить этот переход. А то даже обидно, объект еще видно, можно еще подкопить сигнала, а он не растет...

[diant]

Aleksndr, в вашем случае дизеринг - да хороший дизеринг - необходим как воздух. Не скупитесь на амплитуду подвижек - на неохлаждаемых цветных кмопах цифрозеркалок помимо высокочастотных пространственных шумов есть и весьма низкочастотные, увы. Это те самые мутные красно-зеленые пятна по всему полю в тенях. Они как медузы (а не как крошечные амебы).

[Sharkу]

Хороший прирост в качестве калибровки даст переход на охлаждаемую камеру со стабилизацией температуры сенсора.

То же самое хотел написать.

Для себя я чисто практически, ибо в математиках не силён вывел такую концепцию:

Водородные облака с яркостью более восьмёрки снимаю только из города с белой засветкой. Ибо так или иначе выпадают ночи, когда уехать под тёмное небо не было времени и возможности, а разница в итоговом результате не так и велика.

Серу кое-как в таких условиях вытянуть тоже можно, нефонтан получается, но больмень.

Кислород в городе или при полной луне - это вообще не кислород, а недоразумение. Его только на выезде. Из города разве что на схематичный скетчик идёт.

Тем более LRGB объекты, тут в городе вообще ловить нечего, плюс они (за исключением молекулярных облаков) не требуют накопления в надцать ночей, чтобы сделать красиво. Первейшая цель на выездах.

Ну и прост тусклые объекты кмк из города пытаЦЦа тянуть - пустая трата ночного времени. Если в Санпьедро де Атакама жить, где чистое небо 300 ночей в году мож и ок, а у нас их 30 не набирается, надо быть рачительнее.