По поводу субэкспозиции

[PowerLight]

Привет всем!

Я хотел бы проверить свои предположения:

Возможно ли из-за отсутствия гидирования и моторов получить большую экспозицию делая множество снимков с короткими выдержками (около 1 с) ?
Или же такая суммарная выдержка несет слишком большие световые потери?

[timur555]

Сумма будет интереснее чем одиночный кадр, но много не вытянуть.
Принцип такой - если на субэкспозиции пиксель на матрице не успел набрать сигнал от далекой звезды, то сложив тысячу таких кадров, мы этот сигнал так и не получим.

[Dr1gline]

Привет всем!

Я хотел бы проверить свои предположения:

Возможно ли из-за отсутствия гидирования и моторов получить большую экспозицию делая множество снимков с короткими выдержками (около 1 с) ?
Или же такая суммарная выдержка несет слишком большие световые потери?

Есть, что-то типа  правила: результат сложения  10 кадров по 5 минут будут лучше чем 50 по 1 минуте.

[timur555]

Привет всем!

Я хотел бы проверить свои предположения:

Возможно ли из-за отсутствия гидирования и моторов получить большую экспозицию делая множество снимков с короткими выдержками (около 1 с) ?
Или же такая суммарная выдержка несет слишком большие световые потери?

Есть, что-то типа  правила: результат сложения  10 кадров по 5 минут будут лучше чем 50 по 1 минуте.

Лучше или хуже, тут уже кому как больше нравится, но сигнала от слабосветящихся объектов при съемке 10 кадров по 5 минут будет больше чем в случае 50 кадров по 1 минуте.

[LifeIsGood]

Принцип такой - если на субэкспозиции пиксель на матрице не успел набрать сигнал от далекой звезды, то сложив тысячу таких кадров, мы этот сигнал так и не получим.

Не совсем так.  Сигнал будет на части кадров, и, соответственно усредняя кадры мы можем вытянуть сигнал, которого на одиночном кардре может и не быть. Другое дело, что на коротких экспозициях основной вклад будет давать мешать шум считывания.

[timur555]

Принцип такой - если на субэкспозиции пиксель на матрице не успел набрать сигнал от далекой звезды, то сложив тысячу таких кадров, мы этот сигнал так и не получим.

Не совсем так.  Сигнал будет на части кадров, и, соответственно усредняя кадры мы можем вытянуть сигнал, которого на одиночном кардре может и не быть. Другое дело, что на коротких экспозициях основной вклад будет давать мешать шум считывания.

Но ведь все равно есть пороговое значение сигнала, который ну никак не будет пойман, скажем при 1 сек выдержке. Соответственно, сколько ни складируй - ничего больше не вытянешь. Можно только усреднить то, что проявилось хуже или лучше на разных субах.

[PowerLight]

Понятно... т.е. можно сделать вывод что результат сложения кадров в субэкспозиции не может полностью  заменить полноценную такую же экспозицию.

А соответственно сложение выполняется только для того чтобы улучшить соотношение сигнал/шум ?

[Dr1gline]

Понятно... т.е. можно сделать вывод что результат сложения кадров в субэкспозиции не может полностью  заменить полноценную такую же экспозицию.

А соответственно сложение выполняется только для того чтобы улучшить соотношение сигнал/шум ?

как-то так 

[Anton]

Сумма будет интереснее чем одиночный кадр, но много не вытянуть.
Принцип такой - если на субэкспозиции пиксель на матрице не успел набрать сигнал от далекой звезды, то сложив тысячу таких кадров, мы этот сигнал так и не получим.

Неправильно.
При полном отсутствии шумов 100х1сек эквивалентно 1х100сек.
При наличии шумов считывания итп эквивалентности не будет, но набором большой статистики все равно можно любой сигнал достать.
Можно почитать тут: http://www.narrowbandimaging.com/images/exposure_equivalence_crisp_04162008.pdf

[werxes]

Тоже могу подкинуть документ, написано достаточно просто. В документе берется пример астрокамеры, если же вы снимаете зеркалкой то ситуация будет по хуже.

Вообще если с английском все ок, то рекомендую зубрить The Handbook of Astronomical Image Processing!

[timur555]

Сумма будет интереснее чем одиночный кадр, но много не вытянуть.
Принцип такой - если на субэкспозиции пиксель на матрице не успел набрать сигнал от далекой звезды, то сложив тысячу таких кадров, мы этот сигнал так и не получим.

Неправильно.
При полном отсутствии шумов 100х1сек эквивалентно 1х100сек.
При наличии шумов считывания итп эквивалентности не будет, но набором большой статистики все равно можно любой сигнал достать.
Можно почитать тут: http://www.narrowbandimaging.com/images/exposure_equivalence_crisp_04162008.pdf

Таки есть возможность односекундками собрать, скажем периферию у м31? А зачем тогда приходится городить все эти сложности дял длительных экспозиций?

[Fantom]

А зачем тогда приходится городить все эти сложности дял длительных экспозиций?

Крайне нелинейная зависимость кол-ва экспозиций. При малых экспо что бы получить то же качество кол-во кадров стремится в бесконечность, кроме того обрабатывать такое кол-во долго и муторно. Собственно аналогом является планетная съемка где в стек идут сотни и тысячи кадров, только там калибровочных нет и объекты поярче.
Думаю Вы правы в том что при каких то минимальных значениях полезного сигнала его уже не вытянуть ни чем если он упал ниже шумов возникающих при квантовании, да и с линейностью в этой области у матриц не очень.

[Anton]

Потому что при 100х1сек мы 100 раз получаем шум считывания, а при 1х100сек всего один.
В итоге шум считывания, при том же сигнале, в первом случае будет в 10 раз больше и чтобы его уравнять с тем, что в 1х100сек придется (100х1сек) повторить еще 100 раз.

[Anton]

Думаю Вы правы в том что при каких то минимальных значениях полезного сигнала его уже не вытянуть ни чем если он упал ниже шумов возникающих при квантовании, да и с линейностью в этой области у матриц не очень.

Шумы квантования при 16 разрядных АЦП и ямах до 60 ke (GAIN<1) можно в расчет не принимать. И с линейностью у ПЗС все в порядке. Так что сигнал никуда не девается, шум его не съедает, как цапля лягушку, при наборе соответствующей статистики любой сигнал можно вытащить, вопрос только в том, сколько ее придется набирать. И с Красной площади можно периферию М31 достать, если снимать ее лет пятьсот.

[timur555]

Антон, а разве шум считывания не нивелируется калибровкой биасами? И что критичнее в данном случае - шум считывания или шум накопления?

[Anton]

Байес - это просто постоянное смещение на входе АЦП, добавляемое для того, чтобы не терять отрицательные значения, а шум считывания - это просто шум, матожиданием которого и является константа байеса. Простоты ради можно сказать, что он рождается вне ПЗС матрицы при ее считывании и оцифровке сигнала и просто добавляется к сигналу порождаемому матрицей.
И это нельзя откалибровать. Шум - это шум, случайная величина, характеризуемая лишь дисперсией и матожиданием.

Более того, любая калибровка шум только добавляет.

[Anton]

И что критичнее в данном случае - шум считывания или шум накопления?

А что такое "шум накопления"?

[timur555]

И что критичнее в данном случае - шум считывания или шум накопления?

А что такое "шум накопления"?

хм, может быть я не абсолютно точен в плане формулировок, но я имел в виду шум, с которым мы боремся, калибруя "дарками".

[Anton]

Понятно. Дарки - это тепловой шум.
Он тоже шум и добавляется после шума считывания. В книжке AIP2WIN есть картинка с шумовой "луковицей", рекомендую полюбопытствовать.
Тепловой шум уже содержит в себе шум считывания, поэтому тупо вычитая DF, калибровка байеса делается автоматом.
Только их нельзя вычитать тупо, их нужно сначала копить, причем по времени в разы больше, чем сама экспозиция, потом каждый кадр калибруется мастердарком, полученным сложением нескольких десятков дарков с нужной экспозицией и получается одиночный кадр, честно содержащий только шум считывания. Плоские поля пока не рассматриваем.

Поэтому нельзя так ставить вопрос, какой шум более критичен. Калибровка только байесом ничего не даст, а калибровка дарком автоматом учтет и байес. Считай что дарки важнее.

А вот экспозиции, из этих соображений, всегда выгоднее делать как можно длиннее при прочих равных условиях.

[Fantom]

А вот экспозиции, из этих соображений, всегда выгоднее делать как можно длиннее при прочих равных условиях.

Из соображение шумности не спорю, однако атмосферные искажения требуют усреднения и чем больше субов тем лучше, если я правильно мыслю.
Небо то позволяет делать очень длинные выдержки,  но кол-во кадров будет падать (если будем брать фиксированный  промежуток времени).
Так что лучше? Где золотая середина?