Est ce que l'on perd en résolution avec une matrice de bayer ?

[jldauvergne 15808]

il y a 16 minutes, Lucien a dit :

turbulence qui étale l'information spatialement, (voir les techniques de dithering et drizzle )

- sur-échantillonnage fréquent,

- addition d'images...

Tu complexifie inutilement ma question de départ.  Bien entendu que si tous les détails de haute fréquence sont gommés par la turbu ou que si l'échantillonnage est x10 on nivelle par le bas.

Je vais poser la question autrement dans ce cas. Mettons que l'on ait une différence de 30% ( ou même 40 si tu veux même si ce n'est pas le chiffre de la litérature ) sur les images brutes, quelle différence à-t-on après addition ? On oublie la turbu par contre il y aura forcément de la dérive de la monture. 

 

Tu pars toi même d'un principe à 40% avant de tout compliquer avec l'échantillonnage et la turbu. Alors que si tu fais ça, ça joue aussi sur ton 40%.

 

Sans doute que l'algo utilisé pour stacker joue sur la réponse (?)

Edited December 15, 2019 by jldauvergne

[jldauvergne 15808]

il y a 26 minutes, lyl a dit :

En RGB, matrice de Bayer, quand on est en sur-échantillonnage

Je ne sais pas ce que tu appelles sur sur-échantillonnage ici. Le but est d'échantillonner ce dont on a besoin et la réponse à la question de départ peut aider à celà.

Si tu parles simplement de se mettre à f/d=4xla taille du pixel, perso je concidère que c'est sous échantillonné avec une bonne optique.

 

Et au final tu ne réponds pas à la question. Elle porte sur l'effet du stacking bayer vs n&b filtré rvb

Edited December 15, 2019 by jldauvergne

[lyl 4658]

Ne confond pas pixel et photo-site : le pixel au sens strict c'est l'assemblage de 4 photosites quand on est en mode couleur.

PICture Element : il contient l'information couleur.

Ce n'est pas l'implémentation sur le capteur.

Evidemment que ça change entre pixel N&B et pixel couleur (assemblage)

Je laisse les revendeurs et constructeurs s'amuser avec les informations qu'ils donnent et les interpolations mathématiques faites dans les capteurs et écran de visionnage pour satisfaire aux imperfections de l'oeil entre son besoin de luminance et chrominance pour reconstituer une image.

------------------------

Strictement : tu sur-échantillonnes au moins à deux fois la taille du photosite, ce qui est assez courant, et on rentre dans les conditions les moins troubles pour appliquer l'entropie de l'information.

Edited December 15, 2019 by lyl

[jldauvergne 15808]

il y a 25 minutes, lyl a dit :

Ne confond pas pixel et photo-site : le pixel au sens strict c'est l'assemblage de 4 photosites quand on est en mode couleur.

Merci je ne confonds pas. Je dis juste que tu ne réponds pas à la question de départ. On a une perte d'information ça c'est acquis et entendu en préalable.

Ma question porte sur la résolution après stacking. 

 

il y a 28 minutes, lyl a dit :

Strictement : tu sur-échantillonnes au moins à deux fois la taille du photosite, ce qui est assez courant, et on rentre dans les conditions les moins troubles pour appliquer l'entropie de l'information

Ça pour moi c'est du sous-échantillonnage en planétaire.

Voir mon message plus haut pour clarifier la question  :

Si on a une différence de résolution de 30% sur les brutes couleur vs N&B, combien on a après stacking (en assumant que la planète se déplace un peu sur le capteur).

Voilà c'est juste ça que je cherche, pas un cours sur l'entropie.

 

[lyl 4658]

J'ai dis "au moins deux fois", c'est une limite basse on fait ce qu'on veut.

Ce n'est pas une différence de résolution "ab initio" mais une différence du contraste obtenu.

Ce contraste résultant inférieur conduit ensuite à une coupure de la résolution réelle à cause du seuil MTF9 qui correspond au critère de Rayleigh.

 

MTF.pdf

 

 

------------------------

Trop sur-échantillonner va réduire le contraste à l'extrême de la résolution et tu passes sous le seuil d'une discrimination possible.

On aura beau accumuler les images, le petit bit d'information nécessaire ne sortira pas.

Le concept directeur c'est de faire attention à ce que le rapport signal/bruit sur le photosite soit suffisant.

Avec une bonne optique ça donne de la marge mais, comme il y a de la perte dans le filtre intégré par rapport au capteur N&B, le S/B diminue un peu.

Faut voir ce qu'on cherche : un détail particulier "bande large" ou l'analyse "par la couleur" en divisant le spectre enregistré.

En planétaire on a un chevauchement intéressant entre rouge et vert,  pas idéalement positionné mais bon faut faire avec.

Edited December 15, 2019 by lyl
MTF et sur-échantillonage : un seuil à trouver

[Lucien 11455]

Il y a 1 heure, jldauvergne a dit :

Tu complexifie inutilement ma question de départ.  Bien entendu que si tous les détails de haute fréquence sont gommés par la turbu ou que si l'échantillonnage est x10 on nivelle par le bas.

 

JL,

il ne s'agit de niveler par le bas quoi que ce soit.

La turbulence distribue spatialement l'information sans pour autant nécessairement et systématiquement la faire disparaitre.

Et ça permet aux pixels colorés de récupérer statistiquement un peu plus d'information que s'il n'y avait pas de turbulence du tout.

Regarde comment agit la technique du Drizzle pour des images sous-échantillonnées.

Et aussi la technique du dithering.

 

On débat de quoi finalement ? Pour dire que la perte de résolution sera de X ou de Y% ?

 

Lucien

 

[fljb67 6454]

Il y a 12 heures, jldauvergne a dit :

Un pixel donné n'est sensible qu'à une de ces 3 couleurs. Les additionner n'a pas de sens physique pour définir la sensibilité. 

 

En effet, je viens de comprendre la méthode "Bayer" ... donc j'étais en effet dans les choux.

 

Merci à toi d'avoir pris le temps de me répondre.

[ClaudeS 3664]

Pour moi, avec un instrument parfait, il n'y a pas de perte de résolution si le film est bon, mais le pour le contraste je ne sais pas. A vérifier avec une camera NB. Pour optimiser le tout, et se donner les meilleures chances, il faut du NB probablement.

Edited December 15, 2019 by STF8LZOS6

[jldauvergne 15808]

il y a 29 minutes, Lucien a dit :

Regarde comment agit la technique du Drizzle pour des images sous-échantillonnées.

Oui c'est bien de ça dont je parle. Est-ce qu'il y a une logique type drizzle après stacking.

[wilexpel 10411]

Très intéressant !

Comme je n'aime pas beaucoup les calculs et que je préfère tester directement avec le matériel, je vous donne mon expérience :

J'ai eu l'occasion de tester dans la même soirée, avec un  temps très court entre  2 cameras "la 174mono et la 224C" pour que la turbulence soit quasi identique (ce qui a été le cas ce soir là, puisque la première acquisition et la 3ème ont été faites avec la même caméra, la 224C).

Évidemment, la prise de vue à la 224C été sur-échantillonnée par rapport à la 174. Les résultats étaient au final très très proches avec une avance pour la 224C mais il faut prendre en compte que cette dernière est plus sensible (dans le rouge et mon C14 est calé sur le rouge). Il n'y avait pas de dérotation sur les traitements. Je ne sais pas si ce test aurait été identique avec une 290mono, là j'en doute !

Désolé, je ne retrouve pas ce test lointain, certainement perdu quelque part sur le forum.

Edited December 15, 2019 by wilexpel

[patry 2025]

Tu compense en sur-échantillonnant, donc tu change les paramètres de capture.

Pour moi, à iso focale et si on est pas sur-échantillonné pour la monochrome, celle ci sera devant. Mathématiquement la matrice couleur est AU MIEUX 1,414 fois moins résolue (dans le vert, x2 dans les autres couleurs).

Maintenant, si on sur-échantillonne en monochrome (mais moins que x2), c'est moins facile à trancher. La version monochrome ne va plus rien gagner, alors que la couleur va progresser. Puis si on pousse encore la focale, là on ne gagner plus rien nulle part et on a 2 images identiques (l'une en couleur bien sur).

 

Mais attention, on doit aussi considérer que le flux est alors plus étalé "en couleur" qu'en "monochrome". De plus les µfiltres vont aussi bouffer un peu de luminosité (postulat : on capture une L en monochrome). Du coup il faut poser plus longtemps et se risquer un peu plus à la turbulence. C'est pas facile de trouver le bon équilibre pour qu'une image couleur rattrape une image monochrome.

 

Marc

 

[wilexpel 10411]

il y a 5 minutes, patry a dit :

Tu compense en sur-échantillonnant, donc tu change les paramètres de capture

Non Marc, je suis sur-échantillonné avec la 224C parce que justement je reprends le chemin optique identique de la 174 ! Je suis donc avec un bon échantillonnage avec la 174 mais sur-échantillonné avec la 224C !

[Lucien 11455]

Bonjour Marc,

Difficile de faire plus simple et concis à la fois. (Dans le cadre astro-amateur)

 

Comme rien n'est simple, il faut quand même parler un peu des problèmes posés par l'usage d'un caméra mono utilisée avec trois filtres successifs,

en planétaire rapide.

Il faudra superposer les trois couches.

Bon, ça parait simple comme ça mais superposer avec une précision telle à ne pas faire perdre en résolution...

Quand on voit comment les bords des planètes sont souvent mal définis...

De plus les trois films ne sont pas pris au même temps...

Tout ça pour dire que le monochrome filtré RGB va insidieusement sans doute réduire un peu la résolution qu'on lui prête à priori.

( Toujours dans un cadre astro planétaire rapide et SI c'est le facteur limitant la résolution )

 

Un autre facteur à prendre en  compte lors des comparaisons :

l'ASI224MC et ses homologues comporte probablement le capteur le plus performant qui soit, en couleur Bayer pour planétaire rapide.

En face il faudrait mettre une ASI290MM pour que ce soit à peu près équitable.

 

 

il y a une heure, jldauvergne a dit :

Oui c'est bien de ça dont je parle. Est-ce qu'il y a une logique type drizzle après stacking.

 

Et bien ça dépend des logiciels : dans AS3 il y a un pseudo-drizzle dont je ne connais pas le détail.

J'ai une demande de mettre du Drizzle dans AstroSurface. Après réflexion je vais y mettre aussi une sorte de Drizzle.

Car je m'aperçois que les temps de traitement explosent avec un vrai Drizzle à la HST : milliers d'images de plus en plus grandes...

Mais ça c'est un autre sujet.

 

Lucien

Edited December 15, 2019 by Lucien

[ClaudeS 3664]

il y a 5 minutes, Lucien a dit :

Un autre facteur à prendre en  compte lors des comparaisons :

l'ASI224MC et ses homologues comporte probablement le capteur le plus performant qui soit, en couleur Bayer pour planétaire rapide.

En face il faudrait mettre une ASI290MM pour que ce soit à peu près équitable.

C'est exactement à la conclusion que j'arrive, et venant de toi, cela me conforte. Merci. 

 

PS: mais je ne ferai pas de RVB pour garder la pureté de l'image...

Edited December 15, 2019 by STF8LZOS6

[jldauvergne 15808]

il y a 51 minutes, patry a dit :

Mathématiquement la matrice couleur est AU MIEUX 1,414 fois moins résolue (dans le vert, x2 dans les autres couleurs).

là tu pars mal déjà. Ça c'est du raisonnement sur un coin de table qui ne tient pas compte de ce que savent faire les bons algorithmes de dématrissage. 

Et puis encore une fois ce n'est pas ma question. Ma question porte sur le résultat avant stacking pas par rapport à une image brute. 
Donc je reformule une fois clairement : Si on a une différence de résolution de 30% (ou 40% si tu veux je m'en fous), sur les brutes couleur vs N&B, combien on a après stacking (en assumant que la planète se déplace un peu sur le capteur).

[jldauvergne 15808]

Pour remettre les points sur les i, je vous donne les sources biblio que j'ai trouvé par rapport à la perte sur une image brute. A lire avant de revenir avec des 50 ou 40% qui ne correspondent pas à la réalité. 

https://books.google.fr/books?id=yNZ5AgAAQBAJ&pg=PA128&lpg=PA128&dq=bayer matrix vs mono spatial resolution 30%&source=bl&ots=7qPuOnxvxx&sig=ACfU3U2y-7JvUR7X2zeQ7HvGC2BShBVt8Q&hl=fr&sa=X&ved=2ahUKEwi316v32K3mAhVNyoUKHRmNCG0Q6AEwAXoECAoQBA&fbclid=IwAR2GKVq58YLkQnpk8WH-w43-cUDIh3fDxFWoFIL2Bm02t_EAU9kI4uS0vXI#v=onepage&q=bayer matrix vs mono spatial resolution 30%&f=false

 

http://www.stark-labs.com/craig/resources/Articles-&-Reviews/Debayering_API.pdf?fbclid=IwAR1uIiuiPn1_PrXVlMRf_DJGYkilS1kzveMaRXHWQFF9Wag696bFDGMTCpU

 

https://www.adimec.com/bayer-area-scan-color-cameras-compared-to-3-ccd-color-cameras-part-1/?fbclid=IwAR07pN5P469iScko10ZgYKInOBkdYGjEN-RZuXTKutKTUoEZDlKJPJCp1O4

[CPI-Z 1279]

Pour moi le Monsieur de la vidéo présente 3 facteurs indépendants dans son choix Couleur ou Mono : l’échantillonnage, la sensibilité d'un capteur et le post traitement par ondelettes.

- le traitement par ondelette

Si on dispose d'une image parfaite, au pixel près (k = 1 voir ci-dessous), le post traitement par ondelettes n'apporte rien (ou éventuellement du contraste) mais pas de gain de résolution. Ce gain peut apparaitre que s'il y a sur-échantillonnage, si l'information se dessine sur plusieurs pixels consécutifs.

- La sensibilité d'un capteur Mono est supérieure à celle capteur couleur avec matrice de bayer. Mais si l'on met un filtre couleur devant la Mono la sensibilité diminue de manière comparable à celle de la caméra couleur. Cela n'enlève rien à l'utilité du LRVB en CP. Mais en planétaire le temps cumulé étant limité avec le maximum d'images pour retenir que les meilleures, la caméra couleur a son avantage.

- et enfin sur l’échantillonnage.

Il préconise la formule F/D = 3.438*p avec p = pixel  (P = 3.75 micron dans l'exemple et la formule donne un F/D = 12,9).

Voici une simulation d'étoile fonction d’échantillonnages

1ére ligne étoile centrée sur un pixel

2ième ligne étoile à cheval sur pixels ce qui est le cas le plus fréquent.

On voit bien que la figure de diffraction au travers de l'instrument n'est correcte qu'avec un K (K nombre de pixels entre le centre et le premier anneau sombre) compris entre 4 et 5 (4 < K < 5)

Si K = 6 ou supérieur à 6 l'image est parfaite (après c'est une question d'intensité et du rapport signal/bruit).

La résolution d'un télescope r = 1.22*onde/D

Au foyer cela représente un longueur d = F*r   (r angle en rd très petit devant F) ou d = (F/D) 1.22 onde

Pour un K choisi d = K*p = (F/D) 1.22 onde ou F/D = K*p / (1.22 onde)

Si l'on choisi un K entre 4 et 5 par exemple 4,5 alors F/D = 4,5 * 3,75 / (1.22*onde) et avec 550nm (0,55 micron) comme longueur d'onde F/D = 25

F/D = 25 est très loin des 12.9 préconisé.

Un F/D = 12,9 correspond à un K de 2,3 sur l'image d'échantillonnages. Je vous laisse apprécier l'insuffisance dans la 2 ième ligne (et même s'il y avait traitement ondelettes après).

Pour moi, c'est JLD qui a raison sur l'échantillonnage correct (et ses images le prouve).

Un échantillonnage insuffisance ne restitue pas ce qu'un télescope à dans le ventre, que la caméra soit mono ou couleur.

Après il faut choisir son échantillonnage donc son K, fonction de son instrument et de sa caméra pour maximaliser ses images planétaires.

 

[lyl 4658]

Comme par hasard, c'est le f/D 25 de mon image lunaire avec une cam 3.75 um un peu plus haut dans le post.

C'est pas de la tambouille, enfin moins... Je ne critique pas l'expérience vu que je prends très peu d'images.

 

Pour mon usage : le bonheur pour les achromats à peu près corrigé, c'est la limite du vert, ils ont tendance à baver et à rendre la canal B inutilisable.

 

J'ai repris une Basler ac640aca-100gm à Cristian Viladrich depuis, j'ai mes filtres globaux, la cam a une courbe centrée là ou je veux. Ca me donne un peu plus de flux. La pose est un peu plus courte, on gagne un peu sur la turbulence et, sans la matrice de Bayer : plus de contraste (S/B un peu mieux de quelques dB)

 

Edited December 15, 2019 by lyl

[patry 2025]

Il y a 8 heures, wilexpel a dit :

je suis sur-échantillonné avec la 224C parce que justement je reprends le chemin optique identique de la 174

Justement, comme tu sur-échantillonne avec la couleur, tu compense implicitement la perte de résolution.

 

Il y a 8 heures, Lucien a dit :

Quand on voit comment les bords des planètes sont souvent mal définis...

De plus les trois films ne sont pas pris au même temps.

Je milite depuis que la dérotation existe pour que la "date moyenne" des captures soit la plus constante possible. Donc plutôt que de faire du RRGGBB (avec des dates de captures arbitrairement de 0,1,2,3,4 et 5,  la moyenne des rouges sera de 1, différentes des vertes qui sera de 3 et des bleues de 5), il est infiniment préférable de faire RGBBGB (la date moyenne sera constante au milieu des B). Comme ça, les bords de la planète sera identiquement résolue. Mais bon c'est pas trop le sujet.

 

il y a 58 minutes, CPI-Z a dit :

Un échantillonnage insuffisance ne restitue pas ce qu'un télescope à dans le ventre, que la caméra soit mono ou couleur.

Très bien dit.

 

il y a 3 minutes, lyl a dit :

Comme par hasard, c'est le f/D 25 de mon image lunaire avec une cam 3.75 um un peu plus haut dans le post.

C'est un peu aussi mon cas, car avec le C11, mon montage est souvent plus proche de F/D 20 (même autour de 22 compte tenu du tirage).

 

Marc

 

[jldauvergne 15808]

Il y a 16 heures, patry a dit :

RGBBGB

RGBBGR tu veux dire ?

Edited December 16, 2019 by jldauvergne

[jldauvergne 15808]

il y a 16 minutes, patry a dit :

C'est un peu aussi mon cas, car avec le C11, mon montage est souvent plus proche de F/D 20 (même autour de 22 compte tenu du tirage).

Oui et ça c'est valable avec un télescope un peu poussif dans le bleu. Je suis 40% au dessus de ça et en monochorme. 
Ca passe bien. Un exemple de stack brut (pris un peu au hasard sur une bonne nuit), on gagne encore en finesse après dérotation. 

[jldauvergne 15808]

Il y a 3 heures, CPI-Z a dit :

Voici une simulation d'étoile fonction d’échantillonnages

c'est très parlant !

[patry 2025]

Pareil, avec un peu plus de focale sur une période de 10 minutes environ.

 

[polo0258 40290]

Il y a 9 heures, jldauvergne a dit :

RGBBR tu veux dire ?

 RGBBGR    ,je pense  la moyenne horaire se faisant sur les  bleus ! on assemble avec winjupos rr gg bb et ensuite rgb  !

 bonne journée !

 polo

[olivdeso 1861]

 

 

Il y a 12 heures, CPI-Z a dit :

échantillonnage donc son K, fonction de son instrument et de sa caméra pour maximaliser ses images planétaires.

 

Il manque une chose ici : le filtre passe bas de restitution.

 

Shannon Nyquist n'est pas uniquement l'échantillonnage, mais aussi le filtre en entrée (c'est par rapport à lui qu'on définit l'échantillonnage) et le filtre en sortie. Sans ces filtres tout aussi indispensables, ça ne fonctionne pas.