Dark frame и засветка

[Денис Никитин]

Это обсуждение перенесено из "многоцелевой" темы "Объектив ОСК...", как не имеющее совсем уж никакого отношения ни к ОСК, ни к "битве" рефракторщиков с рефлекторщиками. Дискуссия началась с фразы, вскользь брошенной XRUNDEL'ем в одном из его сообщений, которая процитирована ниже Денисом.
П.Бахтинов


Цитата Xrundel:

Потому самые слабые объекты и фотографируются при помощи рефлекторов, а вот подсветочка убирается при помощи вычитания dark frame и пр.

Эх, дорогой, как же ты так опростоволосился то, а?  :)С помощью dark frame вычитаются составляющие темнового тока – а именно постоянная составляющая (темновой сигнал) и переменная составляющая (темновой шум). Дарк фреймы снимаются в полной темноте, то есть когда на объектив телескопа или даже на входное отверстие камеры одевается непрозрачный колпак. Засветка таким образом ни в коем случае не убирается, потому как нету ни какой засветки, да и вообще foton flux отсутствует, в чем собственно и заключается смысл dark frame subtraction. Вот.  Ладно будем считать, что это была твоя опечатка.
Кстати, рекомендую – “Handbook of Astronomical Image Processing”, издательства Willmann-Bell,  http://www.willbell.com/aip/index.htm
стоит книга конечно дороговато, но она того стоит, ни когда не пожалеешь потраченых денег.

[VD]

Цитата Xrundel:

Потому самые слабые объекты и фотографируются при помощи рефлекторов, а вот подсветочка убирается при помощи вычитания dark frame и пр.

Эх, дорогой, как же ты так опростоволосился то, а?  :)С помощью dark frame вычитаются составляющие темнового тока – а именно постоянная составляющая (темновой сигнал) и переменная составляющая (темновой шум). Дарк фреймы снимаются в полной темноте, то есть когда на объектив телескопа или даже на входное отверстие камеры одевается непрозрачный колпак. Засветка таким образом ни в коем случае не убирается, потому как нету ни какой засветки, да и вообще foton flux отсутствует, в чем собственно и заключается смысл dark frame subtraction. Вот.  Ладно будем считать, что это была твоя опечатка.
Кстати, рекомендую – “Handbook of Astronomical Image Processing”, издательства Willmann-Bell,  http://www.willbell.com/aip/index.htm
стоит книга конечно дороговато, но она того стоит, ни когда не пожалеешь потраченых денег.

Мне кажется,  Денис,  что ты излишне формально рассматриваешь замечание Рустама.  Он, наверное,  пока еще не особо подкован в области фотографирования астро-объектов с ПЗС матрицами,  что извинительно для него - визуального наблюдателя.
Под сокращенным словом "пр."  он,  очевидно,  и имел ввиду весь этот процессинг изображений.

V.D.  

[Денис Никитин]

Под сокращенным словом "пр."  он,  очевидно,  и имел ввиду весь этот процессинг изображений.

Ну и каким это "пр" устраняется паразитная засветка, интересно мне. Не братцы, паразитная засветка ни каким процессингом не устраняется, только "механическими" методами, бленды, чернение, диафрагмы...засветка с точки зрения камеры, это тоже сигнал.

Он, наверное,  пока еще не особо подкован в области фотографирования астро-объектов с ПЗС матрицами,  что извинительно для него - визуального наблюдателя.

У меня нет цели его, Рустама, критиковать, или нечто подобное, просто книжку я ему хотел посоветовать хорошую для начала, что б так сказать рос и развивался, на радость себе и людям. По нему сразу видно - далеко мужик пойдет.

[Arkady Vodyanik]

> Не братцы, паразитная засветка ни каким процессингом не устраняется, только "механическими" методами, бленды, чернение, диафрагмы...засветка с точки зрения камеры, это тоже сигнал.


Можно не согласиться? Еще как удаляется!
Два примера: команда subsky в iris, команда remove gradient в MaxImDL или plugin "remove gradient" Рона Водаски.
Скорее всего, Рустам и написал машинально o "вычитании dark frame" вместо чего-либо подобного.
 

[Денис Никитин]

Я бы не был столь категоричным, команда типа remove gradient, подразумевает, что на изображении существует линейный градиент яркости фона, который якобы присущ засветке создаваемой сильными, посторонними источниками света (Луна, фонари). Так вот в большинстве случаев градиент далеко не линейный, и этот фильтр работает неполно, то есть криво.

[Arkady Vodyanik]

> Я бы не был столь категоричным, команда типа remove gradient, подразумевает, что на изображении существует линейный градиент яркости фона,

Тогда и не будьте, Денис
Упомянутые мной примеры не предполагают только линейности. Скажем, subsky основан на нахождении полинома до 5-го (в новых версиях до 7-го) порядка, по которому и синтезируется фон.

P.S. Прошу прощения участников дискуссии за оффтопик

 

[Денис Никитин]

Да ладно, вся тема уже сплошной оффтопик.

[XRUNDEL]

Цитата Xrundel:

Потому самые слабые объекты и фотографируются при помощи рефлекторов, а вот подсветочка убирается при помощи вычитания dark frame и пр.

Эх, дорогой, как же ты так опростоволосился то, а?  :)С помощью dark frame вычитаются составляющие темнового тока – а именно постоянная составляющая (темновой сигнал) и переменная составляющая (темновой шум). Дарк фреймы снимаются в полной темноте, то есть когда на объектив телескопа или даже на входное отверстие камеры одевается непрозрачный колпак. Засветка таким образом ни в коем случае не убирается, потому как нету ни какой засветки, да и вообще foton flux отсутствует, в чем собственно и заключается смысл dark frame subtraction. Вот.  Ладно будем считать, что это была твоя опечатка.
Кстати, рекомендую – “Handbook of Astronomical Image Processing”, издательства Willmann-Bell,  http://www.willbell.com/aip/index.htm
стоит книга конечно дороговато, но она того стоит, ни когда не пожалеешь потраченых денег.

 
  Спасибо Денису Никитину за ссылку и пристальное внимание к теме!
Полагаю, что авторитет Эда Графтона будет повыше моего собственного:
 
>>>>>>>>Subtracting a high-SNR dark frame, usually a so-called "master" dark frame made by stacking numerous dark integrations, will greatly improve the SNR of a light frame, allowing the object of interest to be seen with much greater smoothness and certainty. This is called dark calibration. Stacking numerous dark-calibrated light frames of the same object will continue to improve the SNR, basically in proportion to the square root of the number of calibrated light frames that have been stacked. This improvement relationship falters slightly due to the fact that additional samples of readout noise are introduced with each camera integration; however, as long as the noise associated with signal sources such as sky illumination is much larger than the readout noise in each light frame, then SNR improvement by stacking compares well to SNR improvement by taking longer single light frames.<<<<<<<

    Отдельно взятое вычитание "dark frame" не сделает нужного эффеkта. Подразумевался комплекс обработки, первым этапом которого несомненно является создание так называемой "master dark frame". За косноязычие простите - у госсекретаря научился.
 Но не так уже всё просто, как кажется, не только недостатки матрицы, но и недостатки sky illumination поправляются в какой-то мере. Так что не так уж и был неправ "чайник" Хрюндель...

[Денис Никитин]

Рустам, кстати это написал совсем не Эд Графтон, а Эл Келли.

  Отдельно взятое вычитание "dark frame" не сделает нужного эффеkта. Подразумевался комплекс обработки, первым этапом которого несомненно является создание так называемой "master dark frame".

Да нет же, не понял ты, что в этой цитате имеется в виду. Не говорится там про устранение засветки. А имеется следующее – для начала складывается множество темных кадро (dark-frames) и получается master dark-frame, темный кадр с высоким отношением тепловых сигнал-шум (high-SNR). Дальше каждый светлый кадр (light-frame) калибруется при помощи master-dark, затем из dark-calibrated-light-frames скадывается (stacked) финальный калиброванный кадр. Недостатком этого метода является тот факт, что каждый кадр вносит свой собственный шум считывания (readout noise). Однако, поскольку шум, связанный с такими источниками освещения, как засветка неба (sky illumination) оказывается гораздо выше, чем шум считывания, то SNR множества сложенных кадров с короткой экспозицией, оказывается сравнимо с SNR одного кадра с длительной экспозицией. Итог - в данном случае засветка неба, в качестве шума, выступает как оправдание метода сложения изображений. Об устранении этой засветки речь не идет. Знаешь, вместо поиска информации в интернете обратись все таки лучше к первоисточнику, Эл Келли к которому отсылает Эд Графтон со своего сайта, начал заниматься CCD астрофотографией после того, как постороил Cookbook CB245 CCD camera, а проект этой камеры разработал Ричард Берри, он же параллельно написал ряд книг по CCD астрофотографии, в том числе и “Handbook of Astronomical Image Processing”.  

Цитата Аркадий Водяник:

Упомянутые мной примеры не предполагают только линейности. Скажем, subsky основан на нахождении полинома до 5-го (в новых версиях до 7-го) порядка, по которому и синтезируется фон.

Да эта команда просто делает фон “плоским” или скажем “равномерным”, но ни как не устраняет оного.

[Arkady Vodyanik]

> Да эта команда просто делает фон “плоским” или скажем “равномерным”, но ни как не устраняет оного.

Я не понял это. Разве вычитанием фона неба нельзя достичь  его устранения? Наверное, мы все-таки говорим о разных вещах. Я подразумевал такую обработку снимка в iris:

1) pointon -- включаем режим ввода точек
2) -- отмечаем точки, где есть, так сказать, заведомая темнота
3)  poly 3  -- синтезируем полином (3-го или какого надо порядка) с минальным среднеквадратическим отклонением от отмеченных точек
4) synthe -- синтезируем изображение по этому полиному - т.е засветку в чистом виде
5) вычитаем это изображение из исходного.

Все это может и не выдерживает критики с точки зрения строгих фотометристов, однако для любительского баловства с дипскаями при городской и лунной засветке - вполне подходит. Вот только 8-битной глубины здесь будет маловато.

[Денис Никитин]

Аркадий, да знаю я как эта хренатень работает Однако по пункту 2) -- отмечаем точки, где есть, так сказать, заведомая темнота. Что такое на самом деле "заведомая темнота"? А если заведомо темные участки на самом деле тоже засвечены, но в меньшей степени - получается, что полного устранения фона достигнуть не удается.

Я не понял это. Разве вычитанием фона неба нельзя достичь  его устранения?

Я хочу сказать следующее, что бы действительно вычесть фон, нужно иметь участки изображения где фона действительно нет. Как мы можем быть в этом уверены?

Все это может и не выдерживает критики с точки зрения строгих фотометристов, однако для любительского баловства с дипскаями при городской и лунной засветке - вполне подходит.

Согласен, опять ломимся в открытую дверь.

[Денис Никитин]

Дискуссия началась с фразы, вскользь брошенной XRUNDEL'ем в одном из его сообщений, которая процитирована ниже Денисом. П.Бахтинов

Ага, склочник Денис докопался до XRUNDEL'я.

Я иногода занимаюся Differential Photometry с балкона. Вчера просмотрел несколько показательных снимков. Значит чем снимки показательны - слева от балкона проходит шоссе, которое сильно засвечивает воздух...но в два часа ночи обычно следует Black Out, свет вырубают до следующего вечера. Так вот я просмотрел снимки выполненные за минуту до Black Out и через минуту после, смотрел кросс-гистограммы. А показательно то, что нет никакого градиента фона при засветке, фон равномерный, смотрел снимки снятые в других местах, та же ситуация, не могу найти ни одной фотки с неравномерным фоном. Ну и как по такому безобразию синтезировать фон? Сегодня буду смотреть снимки снятые рядом с луной или с яркой планетой, надеюсь таковые у меня есть, хотя не помню что бы я снимал при луне.

[Arkady Vodyanik]

> Я хочу сказать следующее, что бы действительно вычесть фон, нужно иметь участки изображения где фона действительно нет. Как мы можем быть в этом уверены?

Тут можно целое научное направление открыть ! :
"Составление каталога заведомо темных точек неба" - по снимкам из авторитетных источников. И затем написать фильтр/plugin для вычитания засветки, автоматически привязывающийся к данным из этого каталога

[Денис Никитин]