Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Еще раз о шумах Canon-350D  (Прочитано 12257 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн A_K

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 26
  • Благодарностей: 1
    • Сообщения от A_K
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #20 : 08 Фев 2007 [23:18:39] »
И вот еще что. Мне неясно, почему отнимают шум. Пусть даже усредненный. Я о дарках.
Шум содержит постоянную составляющую, специфичную для каждого пикселя. Вот, чтобы от нее избавиться, дарки и вычитают.

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #21 : 09 Фев 2007 [09:41:34] »
Мне неясно, почему отнимают шум. Пусть даже усредненный. Я о дарках. Если я верно понял, то дарк есть тот же снимок, выполненный с теми же условиями, что и обычный снимок, но с закрытым объективом.
Там магнит. При длительных выдержках магнит "засвечивает" угол кадра. Кстати, в 400D эта проблема менее выражена.
Вот 15 минутный дарк, со своими корявостями во всей красе: и магнит, и полосы по центру, и еще области засветки, которые полиномами не смоделируешь. Придется снимать и склыдывать.
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн CombaSoft

  • *****
  • Сообщений: 1 872
  • Благодарностей: 57
    • Сообщения от CombaSoft
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #22 : 09 Фев 2007 [09:54:56] »
Тогда вроде ясно. Нужно иметь несколько дарков, что бы уменьшить амплитуду шума их усреднением, и иметь в итоге "карту постоянных составляющих", которая вычитается из усредненных же снимков. Верно?
« Последнее редактирование: 09 Фев 2007 [10:04:54] от CombaSoft »
Мирного чистого неба!

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #23 : 09 Фев 2007 [10:35:17] »
Кстати, Юрий, какое отношение сигнала и СКО Вы принимали как уровень детектирования сигнала?
Пару слов о методике.
Поскольку результат мы оцениваем визуально, то есть глазом, применил следующую методику:

Для получения зависимости взял вот такую "туманность". И уже готовые "чистые", откалиброваннные шумы 350D. Туманность умножал на некий коэффициент и складывал с шумом. Меняя коэффициент определял на глаз порог "читаемости" туманности. Для других значений sigma также подбирал минимальное значение коэфф, когда слово "ТУМАННОСТЬ" читается хорошо. Делал прерывы, чтобы глаз не "зачитывался". Честно говоря надеялся получить что нибудь отличное от прямой. Но эксперимент дал прямую. При этом отношение максимального значения пикселей туманности к sigma шума составило 0.37
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #24 : 09 Фев 2007 [10:44:42] »
А вот так выглядит "пороговая" туманность.
Еще заметил одну интересную вещь (думаю эт заметили все, кто обрабатывает в IRIS) Если некая деталь есть на картинке, то она замента в довольно широком диапазоне значений TRESHOLDS, разумеется,если экран не пересвечен (нижний порог слишком низко), или экран не затемнен (верхний порог слишком высоко). А при изменеии TRESHOLDS меняется контрастность изображений: увеличивается при сужении диапазона порогов и уменьшается при расширении диапазона, притом верхний порог изменяется больше чем нижний. Наш глаз реагирует на контрастность!
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #25 : 09 Фев 2007 [11:05:07] »
Продолжаю. Хорошая идея сложить несколько кадров, и тем самым уменьшить шум в силу его случайной природы. Для эксперименты были возяты 30 кадров offset, изготовлен master offset, кадры были откалиброваны. И этот "читстый" шум складывался методом медианного сложения в IRIS.
Здесь нужно оговориться: медиану выбрал из-за удобства, сигнал остается на прежнем уровне, меняются только шумы, сигнал шум выражать проще. Хотя как будет показано далее, медиана не самый лучший инструмент для складывания кадров (хотя и не самый плохой).

Итак,
синий график - значения sigma полученные при медианном сложении экспериментальных данных.
малиновый график - sigma при медианном сложении шума полученного искусственно в фотошопе.
оранжевый график - 72/корень из N, n число кадров.
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #26 : 09 Фев 2007 [11:37:55] »
Что мы видим на графике?
1) при медианном сложении нет смысла снимать более 19 кадров, дальше функция плохо убывает - только зря время тратить. 5 кадров тоже хорошо - понизим шум в 2 раза.
2) можно понизить СКО в 3.5 раза.

Поначалу решил, что сделал плохой offset, и проверил результат на offset-независимом шуме из фотошопа. Он в точности повторил все тенденции изменения сигма. Медиана виновата. А по теории при сложении N кадров сигнал/шум должен расти как корень из N (оранжевый график). Не растет. Вероятно виновата медиана или ограничение наложенные вычислительными возможностями.

Раньше визуально сравнивал результаты различных вариантов сложения кадров, лучшие впечатления оставили простое сложение и медиана. Можно углубиться в алгоритмы, но это тема целой отдельной работы. по моим субъективным впечатлениям, то что представлено в IRIS сильно от медианы не отличается.

Итак, что получается, сложением можно уменьшить угол наклона прямой предельно различимого сигнала в 3.5 раза. Хорошо но мало. К тому же наличие некого диапазона яркостей у слабой туманности призывает увеличивать выдержку для лучшей проработки деталей... Вобщем, личное дело каждого, какую тактику выбирать при выборе числа кадров, я склоняюсь к тому чтобы число выдержек не превышало 19. Лучше оставшееся время потратить на то чтобы увеличить выдержки. А времени не так уж и много. В большинстве погодных условий получится так: 2-3 выдержки до выпадения росы или кристалликов льда в атмосфере, еще 2-3 на следующий день ))). Хочу обратить внимание на качество исходников, исходники должны быть как можно более одинаковыми, сняты в одних и тех же погодных условиях, иметь одинаковые значения sigma. Необходимость этого будет объяснена позже.
« Последнее редактирование: 09 Фев 2007 [13:16:40] от Юрий Гилев »
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Грин

  • Гость
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #27 : 09 Фев 2007 [11:48:49] »
Мне неясно, почему отнимают шум. Пусть даже усредненный. Я о дарках. Если я верно понял, то дарк есть тот же снимок, выполненный с теми же условиями, что и обычный снимок, но с закрытым объективом.
Там магнит. При длительных выдержках магнит "засвечивает" угол кадра. Кстати, в 400D эта проблема менее выражена.
Вот 15 минутный дарк, со своими корявостями во всей красе: и магнит, и полосы по центру, и еще области засветки, которые полиномами не смоделируешь. Придется снимать и склыдывать.
Тогда логично предположить, что идеальное вычитание будет при использовании родного шумодава - абсолютно привязанные к каждому лайту дарки вычитаются на ходу?

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #28 : 09 Фев 2007 [11:52:46] »
Юрий, извините, хочу уточнить. Вы складывали кадры offset'а? Или из dark'ов вычитали master offset, а потом суммировали?
В любом случае, насколько я понял, Ваши графики очень чисто подтверждают утверждение об уменьшении случайно распределенного шума пропорционально корню квадратному из числа сложенных измерений (кадров).
Получить 30 дарков это никакого времени не хватит, ни условий особенно в комнате (там еще промежутки делать между кадрами нужно, следить за тем чтобы температура не менялась и т.д.).
А посколько хотел посмотреть как с шумами борется медиана то чистый шум взял из 30 оффсетов, снял их с промежутком в 5 секунд, изготовил master offset (кстати на нем хорошо видна структура сигнала матрицы) и мычел мастер из каждого.

Еще забыл одну вешь. Сигнал смещения или offset занимает около 6% значений АЦП. По моему до фига! Поэтому вычитайте offset! Диапазон значений программ для обработки не резиновый.
Кстати, выяснилось, что те дефекты которые несет в себе оффсет не так страшны, как горячие пиксели.
« Последнее редактирование: 09 Фев 2007 [13:18:07] от Юрий Гилев »
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #29 : 09 Фев 2007 [11:55:29] »

 Тогда логично предположить, что идеальное вычитание будет при использовании родного шумодава - абсолютно привязанные к каждому лайту дарки вычитаются на ходу?
Да, но только при определнных температурах и при не очень длинных выдержках. Иначе кроме горячих пикселей накопятся вычтенные горячие (они выглядят черными) и командой find hot не находятся
« Последнее редактирование: 09 Фев 2007 [12:01:24] от Юрий Гилев »
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Грин

  • Гость
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #30 : 09 Фев 2007 [12:06:42] »

 Тогда логично предположить, что идеальное вычитание будет при использовании родного шумодава - абсолютно привязанные к каждому лайту дарки вычитаются на ходу?
Да, но только при определнных температурах и при не очень длинных выдержках. Иначе кроме горячих пикселей накопятся вычтенные горячие (они выглядят черными) и командой find hot не находятся
Юрий, уточните, плиз, при каких примерно Т и насколько не очень длинных выдержках?

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #31 : 09 Фев 2007 [12:18:04] »
Точной таблицы нет, наверное быть не может ))). Для себя решил, включаю шумодав летом и теплой осенью T=(+10-+25) выдержки по 3-5 мин. Решал субъективно - напрягает удалять черные точки - значит шумодав уже мешает. Постепенно дойду до этой темы
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Грин

  • Гость
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #32 : 09 Фев 2007 [12:32:17] »
Точной таблицы нет, наверное быть не может ))). Для себя решил, включаю шумодав летом и теплой осенью T=(+10-+25) выдержки по 3-5 мин. Решал субъективно - напрягает удалять черные точки - значит шумодав уже мешает. Постепенно дойду до этой темы
Теоретически - шумодав точнее будет вычитать дарки как раз при сильном изменении Т в течении ночи - т.е. наша "зима" - в начале ночи минус 2*, через 3 часа минус 15*?

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #33 : 09 Фев 2007 [13:07:50] »
Теоретически - шумодав точнее будет вычитать дарки как раз при сильном изменении Т в течении ночи - т.е. наша "зима" - в начале ночи минус 2*, через 3 часа минус 15*?
Эт точно. Просто летом шумы растут по экспоненте (!!!!) длинную выдержку не сделаешь. А зимой можно делать длинные выдержки, но за ними также долго будет работать шумодав накапливая черные точки. Эт нам не надо. К тому же время тратится драгоценное. Лучше сделать несколько дарков. Сделать мастер дарк и с ним работать.
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #34 : 12 Фев 2007 [09:58:07] »
Юрий, мне кажется, что отклонение Вашего графика от теоретического начиная примерно с 20 измерений,  связано именно с неслучайным шумом в оффсете - это считывание АЦП на нижнем конце диапазона, со всеми проблемами наводок, нелинейности на пределе диапазона и пр.
Поэтому мне кажется, что моделировать на основе шумов оффсета нельзя.
По идее, изготовление хорошего мастер оффсета должно решить большинство перечисленных проблемм. Кстати, "и пр."- что это такое?  Ведь все особенности шума можно увидеть глазом и потрогать руками. Никаких "и пр."! Разговор идет только реально замеченных вещах.

 Кстати,  когда увидел отклонение от теории, я прежде всего на неслучайность шумов смещения и подумал, но оффсет-независимый шум из фотошопа показал точно такие же тенденции. Я склонен винить алгоритм.

Собака зарыта в другом, да собственно неважно в чем. Важно получить кривую снижения шума близкую к теоретической. Вот пожалуйста, есть направление для более подробного исследования. Конечно, лучше исследовать шум дарков, но одинаковые дарки очень сложно получить.
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #35 : 12 Фев 2007 [10:22:15] »
Все начиналось еще в прошлом году. Снимая темновые кадры, я сучайно сделал длительную выдержку около 40 мин. Фотик был РЕАЛЬНО горячий! На кадр без слез не взглянешь - не просто шум, а дикий шум. Отсюда догадка о тепловой природе шумов, что собственно понятно из физических соображений.

По идее, во время съемки кадра выделяется теплота, которая идет на нагрев фотика. Тепловой поток пропорционален градиенту температур, и есть надежда на то что через некоторое время наступит разновесие. Вопрос только когда. Ждать разновесия более 20 минут считаю неоправданной тратой времени.

В ходе дальнейших исследований постоянно носил спитровой термометр вместе  с Canon 350D. В качестве побочного результата хочу отметить, что термостабилизация  наступает через пол-часа после того как фотик помещен в другие температурные условия.
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #36 : 12 Фев 2007 [10:29:07] »
Вот серия графиков полученная при съемки серии 7 дарков по 179 с, промежуток 1 с при разных температурах. ISO 1600 выбрал чтобы шум больше "растянулся" по динамическому диапазону.
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #37 : 12 Фев 2007 [10:37:44] »
А по теории (что получает вид графика СКО как корень квадратный  из числа измерений) предусматривается алгоритм простого сложения - average... Может, в этом проблема?
Может и в этом. Говорю - это тема отдельного исследования. Тут даже по теории шум убывает не достаточно хорошо.
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #38 : 12 Фев 2007 [10:52:37] »
Итак, вернемся к графикам. А точнее к прямым! Где равновесие? Даже близко к нему не подошло. Кроме того, заметен сильный нелинейный рост sigma в зависимости от температуры внешней среды. Может быть равновесие наступит позже, через 60 минут съемки, но я бы так не надеялся. Я помню горячий фотик в руках! Можно развить это направление в доклад:"Определение выдержки при которой пластмассовые детали фотоаппарата начнут плавиться". Лично мне и 20 минут ждать долго.

К тому же заметен явно нелинейный характер роста sigma от температуры. Что говорит либо о нелинейности СКО от температуры, либо о увеличении количества тепла выделяемого в объеме фотоаппарата, при увеличении температуры. А скорее всего и то и другое.
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М

Оффлайн Юрий ГилевАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 984
  • Благодарностей: 68
  • Привет из Рязани!
    • Skype - yuri_gilev
    • Сообщения от Юрий Гилев
    • Рязанский мобильный планетарий.
Re: Еще раз о шумах Canon-350D
« Ответ #39 : 12 Фев 2007 [11:14:21] »
Вот зависимоть sigma от внешней температуры.

Дейтвительно, шумы с ростом температуры растут не просто нелинейно - они по экспоненте растут. И при высоких температурах, та тепловая составляющая, которая возникает во время выдержки просто испортит всю серию кадров. А охлаждение от +25 до +10 уже большое дело. А вот охлаждать фотик при 0 уже такого эффекта не даст. Впрочем, устройства типа
http://ghonis2.ho8.com/rebelpeltier.html
http://www.mailbag.com/users/ragreiner/Coolerbox.html
http://glogg.jupiter-io.net/300D/
конечно инересны, но в ситуации авторов этих устройств я бы купил ПЗС с охлаждением, а в моем случае выбирал бы площадку, место и время наблюдений там, где похолоднее. 
« Последнее редактирование: 12 Фев 2007 [11:31:36] от Юрий Гилев »
SW 80ED PRO, SW 2001; 0.8 WO focal reducer, 2" UHC-S, 2" Ha,  ОКГ-12, QHY-5, Canon 350Da, Юпитер-21, Юпитер-37М