Echantillonnage, binning et fwhm (étonnant!)

[Nathanael 6 840]

Bonjour,

Toujours dans les tests de caméras, j'ai la chance de pouvoir comparer les images d'une sbig ST10 avec celles d'une qsi 690.

Le télescope est un newton 250/1472 (paracorr2). Filtre Ha astronomik 12nm.

Échantillonnage : sbig = 0.95"/p; qsi = 0.52"/p en bin1 et 1.04"/p en bin2

J'ai pris des images en bin 1 avec la sbig et en bin 2 avec la qsi, 10mn de pose sur M57 à échantillonnage équivalent pour comparer la détection de la corolle.

Mais je suis tombé sur un os : la fwhm était très différente d'une image à l'autre, également après avoir re-changé de caméra et vérifier la mise au point. J'ai même refait une autre séance une autre nuit tant je ne comprenais pas le problème.

Les valeurs mini: à 22h40 : sbig fwhm 2.6"; 0h50 qsi fwhm 1.8"; 2h10 : sbig fwhm 3" (la nébuleuse commençait à baisser)

La conclusion à laquelle j'aboutis, c'est que le bin2 est meilleur en résolution que le bin1 à échantillonnage égal (comme ci-dessus qsi/sbig) car l'information spatiale du bin 1 est (en tout ou partie?) conservée quand on lit les pixels par 4. Lors de la prise de vue, l'étoile est moins étalée sur un quadrillage 2 x plus petit (effet de l'échantillonnage sur la fwhm), et même lorsqu'on lit les pixels par paquets de 4 (bin2), l'étoile est mieux reconstituée que si les photons tombent d'emblée sur un quadrillage deux fois plus gros (la lumière "s'étale"). Je ne m'attendais pas du tout à ça! Du coup ça invalide la comparaison de la détection puisqu'il faudrait une fwhm sensiblement égale (ici on a un facteur x2.2 en lumière reçu par pixel).

En images ci-dessous.

Nathanaël

 

SBIG ST10 : bin 1,  échantillonnage "natif" de 0.95"/p,  fwhm = 3"

 

QSI 690 : bin 2, échantillonnage "bin2" de 1.04"/p fwhm = 2"

 

QSI 690 : bin 1, échantillonnage "natif" de 0.52"/p (en L une autre nuit juste pour "voir" les pixels en bin 1)

 

[ValereL 15 381]

Salut Nathanael, je ne comprends pas tes conclusions ! Tu as plus de pixels de valeurs différentes en bin 1 avec une répartition statistiquement plus propre sur le centre.

S'il fallait réduire proprement les deux premières images, intuitivement la première (bin1) s'en sortirait mieux nan ?

[olivdeso 1 860]

Avec la QSI, l'étoile est mieux restituée en bin 1 qu'en.bin 2. En bin 2 on.voit bien sue c'est sous échantillonné.

 

D'expérience ça vaut le coup de rester en bin 1 tant qu'on atteint pas une FWHM de 6 pixels. 

 

Par contre ça parait correct sur la SBIG...le capteur est très sensible en Halpha si tu avais ce filtre.

 

Plusieurs possibilités pour la SBIG

- pas la même mise au point

- filtre qui laisse passer une bande différente : quel filtre? Ha12nm pour les 2?

- turbu intrumentale plus importante à cause des ventilo de la Sbig

- vibrations plus importantes des ventilo de la sbig

- ciel moins favorable...

Modifié 4 septembre 2019 par olivdeso

[Nathanael 6 840]

Le 04/09/2019 à 21:43, ValereL a dit :

S'il fallait réduire proprement les deux premières images, intuitivement la première (bin1) s'en sortirait mieux nan ?

Je vois ce que tu veux dire, mais sur la première la fwhm est 3/2 plus grosse que sur la deuxième, sur les images à la taille d'acquisition, la deuxième parait bien plus piquée.

Le 04/09/2019 à 23:34, olivdeso a dit :

Avec la QSI, l'étoile est mieux restituée en bin 1 qu'en.bin 2. En bin 2 on.voit bien sue c'est sous échantillonné.

 

D'expérience ça vaut le coup de rester en bin 1 tant qu'on atteint pas une FWHM de 6 pixels. 

Oui, oui et oui

Le 04/09/2019 à 23:34, olivdeso a dit :

Par contre ça parait correct sur la SBIG

Et bien c'est tout le problème justement!

Si je n'avais que cette caméra-là, je serais content, fwhm à 3pixels, c'est tout bon, et je me plaindrais du seeing à 3" chez moi. Sauf que la même nuit, j'image avec des pixels deux fois plus petit en bin 2 et j'obtiens 2" de fwhm...

La map, autant te dire que j'ai vérifié, et longuement; les filtres ce ne sont pas physiquement le même mais tous les deux astronomik 12nm; le ciel, j'ai pris soin de refaire la manip de changer de caméra une deuxième fois, donc si c'est ça, il a changé deux fois en même temps que je changeais de caméra

Les ventilos de la sbig pourquoi pas, mais vu mon télescope, j'en doute (on n'est jamais à l'abri d'une fréquence de résonance mais bon...).

Je crois vraiment qu'on sous-estime l'importance de l'échantillonnage sur la fwhm (et je découvre de surcroit que le binning n'influe pas sur la fwhm).

Enfin, ça peut assez facilement se vérifier avec deux caméras différentes sur le même télescope. Vous avez surement ça à Anthony non?

Nathanaël

 

[Lucien 11 292]

Une étude préliminaire serait de pouvoir répondre à la question :

 

- quand on fait du Binning 2X sur des étoiles, comment varie la FWHM de ces étoiles ?

( étoiles assez fines et non saturées au départ pas gigantesques )

 

Lucien

 

 

[Lucien 11 292]

Il s'agirait de partir d'une image et de faire du Bnning sur cette image ; sans utiliser des images différentes.

[christian_d 3 151]

Nathanael

 

Citation

La map, autant te dire que j'ai vérifié, et longuement; les filtres ce ne sont pas physiquement le même mais tous les deux astronomik 12nm; le ciel, j'ai pris soin de refaire la manip de changer de caméra une deuxième fois, donc si c'est ça, il a changé deux fois en même temps que je changeais de caméra 

 

 

Ai je bien lu ? Tu as réalisé ces mesures de FWHM en narrow band ? C'est bien cela ? De plus ce ne sont pas exactement les mêmes filtres (sur le papier peut être, mais en réalité ?).

Mais la FWHM en bande étroite n'est elle pas associée aux caractéristiques spectrales du capteur .... ? (voir lien du forum CN que je t'ai envoyé).

 

A mon avis il est préférable de faire des comparaisons sans aucun filtre, sans L...

 

 

Modifié 6 septembre 2019 par christian_d

[olivdeso 1 860]

Il y a 9 heures, T450 a dit :

Les ventilos de la sbig pourquoi pas, mais vu mon télescope, j'en doute (on n'est jamais à l'abri d'une fréquence de résonance mais bon...).

 

je dis ça car j'ai déjà eu le problème avec une STT8300 sur un 600 de plusieurs centaines de kg. une résonance...mais c'est anisotropique en général : ça étire les étoiles dans une seule direction

[Nathanael 6 840]

Il y a 12 heures, Lucien a dit :

Une étude préliminaire serait de pouvoir répondre à la question :

 

- quand on fait du Binning 2X sur des étoiles, comment varie la FWHM de ces étoiles ?

( étoiles assez fines et non saturées au départ pas gigantesques )

 

Il y a 12 heures, Lucien a dit :

l s'agirait de partir d'une image et de faire du Bnning sur cette image ; sans utiliser des images différentes.

 

C'est ma meilleure brute de cet été (voir ici). L'image de droite est celle de gauche binnée 2 avec Iris. La fwhm est très proche, sur quelques autres étoiles aussi.

Nathanaël

Modifié 6 septembre 2019 par T450

[Nathanael 6 840]

Il y a 11 heures, christian_d a dit :

Ai je bien lu ? Tu as réalisé ces mesures de FWHM en narrow band ? C'est bien cela ? De plus ce ne sont pas exactement les mêmes filtres (sur le papier peut être, mais en réalité ?).

Mais la FWHM en bande étroite n'est elle pas associée aux caractéristiques spectrales du capteur .... ? (voir lien du forum CN que je t'ai envoyé).

 

A mon avis il est préférable de faire des comparaisons sans aucun filtre, sans L...

Oui Christian tu as bien lu! Je sais toute la réticence que tu as à ce sujet, mais je n'ai pas de comparaison en luminance pour l'instant. Je sais que la mesure de la fwhm est affecté par les filtres à bande étroite, mais en comparant avec la même bande passante, pas de problème selon moi. C'est d'ailleurs de ce qui ressort du forum cité, difficile de comparer avec ou sans filtre étroit mais rien ne s'oppose à comparer deux images avec le même filtre.

Si j'avais voulu comparer les fwhm, j'aurais fait de la luminance mais je n'étais pas parti là-dessus à priori.

 

Il y a 3 heures, olivdeso a dit :

je dis ça car j'ai déjà eu le problème avec une STT8300 sur un 600 de plusieurs centaines de kg. une résonance...mais c'est anisotropique en général : ça étire les étoiles dans une seule direction

Oui j'ai eu ça avec des moteurs pas à pas il y a longtemps, c'est vrai que la masse de l'engin ne rentre pas en compte.

 

Nathanaël

[olivdeso 1 860]

Une question : quel est le rapport signal à bruit ?

 

Car si il y a un gros écart, ça pose problème sur la mesure de la FWHM. En fait la ST10 est ultra sensible en Halpha, peut être que le RSB est nettement plus faible sur la QSI et qu'on n'atteint pas le minimum correct pour mesurer la FWHM.

 

-> il faudrait mesurer sur des étoiles qui donnent le même ADU, et un RSB suffisant, donc pas forcément les mêmes

 

[christian_d 3 151]

Citation

Oui Christian tu as bien lu! Je sais toute la réticence que tu as à ce sujet, mais je n'ai pas de comparaison en luminance pour l'instant. Je sais que la mesure de la fwhm est affecté par les filtres à bande étroite, mais en comparant avec la même bande passante, pas de problème selon moi

 

 

oK, mais la réponse spectrale (le "rendement") n'est pas forcément la même entre les capteurs, donc cela peut affecter la mesure de la FWHM, enfin, je pense....

Le mieux serait de faire la manip sans aucun "intermediaire", de cette façon tu écartes toute cause d'erreur, tu vois ce que je veux dire.

 

Amicalement 

 

Christian

 

 

[Nathanael 6 840]

Le 07/09/2019 à 01:46, olivdeso a dit :

Une question : quel est le rapport signal à bruit ?

 

Car si il y a un gros écart, ça pose problème sur la mesure de la FWHM. En fait la ST10 est ultra sensible en Halpha, peut être que le RSB est nettement plus faible sur la QSI et qu'on n'atteint pas le minimum correct pour mesurer la FWHM.

 

-> il faudrait mesurer sur des étoiles qui donnent le même ADU, et un RSB suffisant, donc pas forcément les mêmes

 

EDIT : ATTENTION : ERREUR SUR LES MESURES voir ici

 

 

 

Le "déficit" de S/B de la st10 s'explique selon moi par l'étalement de la tache de diffraction. Le rapport des fwhm donne au ² presque 3! Ici, la qsi semble bien supérieure en détection, mais à fwhm égale, il n'en est surement pas de même. Le serpent se mord la queue, en quelque sorte

Nathanaël

Modifié 20 septembre 2019 par T450

[Nathanael 6 840]

Je suis intimement convaincu qu'on sous-estime le problème de l'échantillonnage. D'ailleurs, les amateurs de poses courtes n'imagent-ils pas à 0,3"/p voire moins? Christian D a montré avec diverses mesures qu'on ne gagne que très peu en fwhm entre quelques minutes et 1 ou 2s. J'en viens à me demander si l'excellente résolution qu'on attribue aux poses courtes n'est pas en réalité due aux très faibles échantillonnages employés.

 

Je n'ose pas demander à Christian de passer à F/D 20 sur ses prochaines NP

En tout cas, mon futur 450 va probablement imager avec du 0.3"/p natif... s'il voit la nuit un jour

 

Nathanaël

Modifié 7 septembre 2019 par T450

[Chris277 587]

Coucou Nathanaël, je pense pas mal échantillonnage pour le RASA en ce moment. je pense que les 2 rentre en comptes pour les causes courtes. Le temps <1s et l'échantillonnage < à resolution optique/2 ?

Christophe et très bien tes tests 

[Nathanael 6 840]

Bonjour,

Je soumets à votre appréciation une nouvelle comparaison: il s'agit d'images réalisées toujours avec le newton 253/1280, filtre L (astronomik dans les deux cas). 5mn de pose, prétraitées offset et noir.

ST10 : avec barlow x2, focale 2560mm, f/d10, éch 0.54"/p

QSI690 : paracorr x1.15, focale 1472, f/d5, éch 0.52"/p

 

Les fwhm sont cette fois équivalente (à échantillonnage natif équivalent, voir ci-dessus). La collimation n'est pas parfaite et la st10 souffre du système d'agrandissement par barlow avec un montage un peu vite fait. Néanmoins, je me retrouve avec des rapports S/B du simple au presque quadruple, ce que le montage sommaire ne peut pas expliquer.

 

Question : est-ce que le rapport F/D peut expliquer un tel écart, à échantillonnage "natif" équivalent!?! Si oui, je ne comprends pas pourquoi (décidément, plus on en sait, moins on en sait )

 

Nathanaël

 

EDIT : ATTENTION : ERREUR SUR LES MESURES voir ici

 

 

 

Modifié 20 septembre 2019 par T450

[Roch 1 898]

Salut, j'arrive un peu après la bataille mais bon 

 

Pour ton dernier comparatif, n'est-ce pas simplement une question de sensibilité de caméra différente ? La ST10 be nécessiterait-elle pas des poses plus longues ?

Je ne sais pas s'il y a une différence de gain entre une ccd et une autre... mais si on est toujours au même gain ou si ces valeurs peuvent se trouver, tu peux juste comparer la brillance des étoiles sans mesurer le bruit de fond. Comme ça tu sauras si la différence vient du rendement quantique ( -> plus de signal ) ou du bruit de lecture ( -> plus de bruit )

 

Le 06/09/2019 à 08:01, T450 a dit :

Je crois vraiment qu'on sous-estime l'importance de l'échantillonnage sur la fwhm (et je découvre de surcroit que le binning n'influe pas sur la fwhm).

 

Je pense que ton observation précédente est faussée... je ne vois aucune raison qui donnerait un tel résultat à part les biais mentionnés ci-dessus.

A moins que l'une des ccd possède un filtre passe-bas, mais sur une cam astro ce serait une hérésie

 

Je suis d'accord sur le fait qu'on n'accorde pas assez d'importance à l'échantillonnage sur la fwhm, mais je pense aussi qu'on accorde pas assez d'importance à la mise au point D'où ma question : comment fais-tu ta map ?

 

J'ai emménagé récemment dans mon nouveau chez moi, et je profite du temps disponible pour reprendre mon setup a zéro ; et je m'aperçois que j'avais encore du chemin à faire avec mon petit t150, y compris sur la précision de la map !

Récemment, j'ai battu mon record en obtenant une image empilée avec une fwhm moyenne inférieure à 2 pixels. Faire la map correctement avec un tel sous-échantillonnage c'est pas de la tarte ; avec une vision de l'étoile agrandie à 400% en continu à 30fps on ne voit qu'un pixel brillant ; il faut se fier à la subtile différence de brillance des quatre pixels adjacents pour déterminer si c'est meilleur ou moins bon. Donc pour moi on peut toujours grapiller...

 

Résultat, je discerne la double de m76 (1.4") avec un échantillonnage de 1.1" ( coming soon )

Et nul doute que j'aurais pu pousser la focale pour avoir plus de détails, mais là n'était pas le but recherché.

 

Je ferai sans-doute prochainement quelques tests pour mesurer l'impact de l'échantillonnage sur la fwhm, mais j'ai un autre protocole en tête...

 

Romain

 

Edit : je rajoute un autre biais possible dans ton expérience 1, collim qui pourrait bouger ( tilt ? ) suite au changement de caméra.

Modifié 18 septembre 2019 par Roch

[Nathanael 6 840]

il y a 36 minutes, Roch a dit :

Je suis d'accord sur le fait qu'on n'accorde pas assez d'importance à l'échantillonnage sur la fwhm, mais je pense aussi qu'on accorde pas assez d'importance à la mise au point

Oui tu as raison

 

il y a 36 minutes, Roch a dit :

D'où ma question : comment fais-tu ta map ?

Avec ça : c'est précis et stable au 1/100mm. Le champ tourne, ça apporte son lot de difficultés, mais on voit ce qu'on fait

Nathanaël

 

[Nathanael 6 840]

Bonsoir,

J'ai refait des mesures avec MaximDl en ce qui concerne les images juste ci-dessus (voir pourquoi ici).

On obtient un rsb équivalent pour les deux configurations, des fwhm sensiblement identiques. J'ai refait ma collimation pour pouvoir faire quelque chose de plus propre une prochaine fois. Vu que les rsb se tiennent, ça vaudrait le coup de refaire l'expérience avec des images nickel, pas sûr que la ST10 ne reprenne pas l'avantage (ici décollimation + barlow...)

Cette fois, F/D10 ou F/D5 les rsb sont équivalents, parce qu'à échantillonnage et diamètre équivalent. Ouf! On avance.

Nathanaël

 

Modifié 20 septembre 2019 par T450