Test RSB poses longues / rapides sur M88

[Nathanael 6 840]

Bonjour à tous,

Il a maintes fois été démontré l'intérêt des poses rapides sur des objets brillants, notamment lorsque le temps de pose est inférieur à la seconde. Le forum "astrophoto" regorge de magnifiques exemples. Mon but ici était de me faire une idée de la perte de RSB en poses rapides par rapport aux poses longues sur un objet quelconque, ici M88, perte liée directement à la multitude de lectures du cmos.

Je me suis livré à un petit test avec une Altaïr 183 pro tec sur un newton 254/2858 par une nuit épouvantable où je ne pouvais pas faire grand chose d'autre (vent, turbu, pleine lune...). J'ai donc pris 4 images de 5mn puis 1200 images de 1s avec la caméra refroidie à -15°C. Prétraitement classique (iris) quoique un peu bâclé (ampglow) pour les 4x5mn, sans flats. Pour les 1200 x 1s, j'ai acquis des ser de 10mn ou moins que j'ai ajoutés, puis un ser "offset" de 100 images de 0.264ms puis un ser "noir" de 100 images de 1s. J'ai prétraité tout ça dans siril, aligné sur une étoile puis stacké "empilement par moyenne avec rejet des pixels déviant" méthode "sigma clipping median" (l'empilement par somme donnait un moins bon résultat dans ce cas). Ça a pris un peu de temps (15h!), n'ayant pas assez de place sur mon SSD pour traiter (1200 images de 39Mo)! Je remercie ici les participants au forum "poses rapides" et Stéphane @exaxe17 en particulier pour leurs précieux conseils concernant la technique des poses rapides. D'ailleurs, je précise que le gain pour l'altair est de 400 sur les poses longues (environ 1e-/adu) et 3000 (sur 5000maxi) pour les poses courtes.

Bien sûr, dans les deux cas, à 0.17"/p, les images empilées sont passées en bin3 sous iris. Le bruit de lecture sur l'empilement en bin3 est de 11e- environ sur les poses longues et 125 e- en poses rapides pour un bruit de fdc en bin 3 de 108e- (18 e- mesuré sur une brute de 5mn en bin 1). Le résultat me semble assez conforme à ce qu'on pouvait en attendre  sur des objets peu lumineux, mais aussi c'est assez "parlant" pour que  je vous le livre sur ce forum.

Nathanaël

 

1200x1s à f/d11

 

4x5mn à f/d11

 

Modifié 14 mai 2020 par T450

[Roch 1 898]

Merci pour ce test

Question : as-tu mesuré la fwhm finale sur les deux images ? As-tu une différence ?

La 183mm n'est clairement pas la caméra la plus adaptée à cet exercice... bruit de lecture assez élevé et pixels petits.

Par contre je pense qu'avec un temps intermédiaire ( du genre 15s unitaire ) tu aurais un résultat équivalent au 2

Modifié 12 mai 2020 par Roch

[Roch 1 898]

il y a 10 minutes, T450 a dit :

Le bruit de lecture sur l'empilement en bin3 est de 11e- environ sur les poses longues et 125 e- en poses rapides pour un bruit de fdc de 36e- (18 e- mesuré sur une brute de 5mn en bin 1). Le

 

Attention, du coup il ne s'agit pas seulement de bruit de lecture, mais de la conjonction bruit de lecture + bruit thermique + bruit de fond de ciel

Modifié 12 mai 2020 par Roch

[Nathanael 6 840]

Concernant le bruit de lecture, non c'est théorique avec 1.8e- à gain 400 et 1.2e- à gain 3000.

Nathanaël

[Nathanael 6 840]

il y a 32 minutes, Roch a dit :

Question : as-tu mesuré la fwhm finale sur les deux images ? As-tu une différence ?

Oui, légère, 2.3" contre 2.6" de mémoire. L'étirement qu'on voit sur les poses longues est clairement dû au guidage, mis à mal par le vent! Mais dans les poses courtes, je n'ai pas fait de sélection.

Nathanaël

[Roch 1 898]

Ok, compris !

Clair qu'à cet échantillonnage, les poses courtes c'est compliqué pour les objets faibles

[Roch 1 898]

Après, pour défendre un peu ma crèmerie tu as un f/d vraiment trop long pour ça... ici on est rendus à un échantillonnage utilisable en planétaire ! A la limite sur une petite np brillante je veux bien, mais là...

 

Si je faisais la même chose avec mon setup dans sa config optimale ( F/D de 4, qhy290 donc pixels un peu plus gros et bruit de lecture encore plus faible ) la différence serait nettement moins impressionnante

 

Romain

[Nathanael 6 840]

Il y a 4 heures, Roch a dit :

Après, pour défendre un peu ma crèmerie tu as un f/d vraiment trop long pour ça... ici on est rendus à un échantillonnage utilisable en planétaire ! A la limite sur une petite np brillante je veux bien, mais là...

Ok mais je suis en bin3 donc ça revient au même qu'un 250 à f/d 3.7 en bin1 au niveau lumière (avec moins de champ c'est tout).

Nathanaël

[Roch 1 898]

oui niveau lumière en poses longue ça passe

 

Mais on passerait à 42e- de bruit de lecture total pour l'image poses courtes, et toujours 36 de bruit de fdc, donc cette dernière serait nettement meilleure. Beaucoup plus proche en fait de l'actuelle image 2 plutôt que la 1.

 

Pour de la pose longue, le bruit de fond de ciel étant dominant, cela ne changerait quasiment rien.

Modifié 12 mai 2020 par Roch

[Haltea 1 271]

Salut , intéressant tout ça 👌

Si je comprend bien, il est préférable , si la cible n'est pas suffisamment brillante pour faire de vraies poses courtes (1s ou moins), monter directement à des temps de poses de l'ordre de 10 sec?

Les poses de 3 ou 4 secondes n'auraient pas d'intérêt ?

Perso j'ai un newton 250/1000 et il m'arrive fréquemment d'imager des galaxies un peu faibles avec des poses de 4 sec (en utilisant une qhy174 mm), c est peut-être une erreur.

Modifié 13 mai 2020 par Haltea

[Roch 1 898]

Non, tout ça est très progressif. Si 1s c'est mauvais et 10s c'est  très bon, alors 2s sera moyen et 5s bon.

 

Le truc c'est que tout ça dépend d'énormément de paramètres...

la pollum, le f/d, le QE de la caméra, la taille des photosites, le bruit de lecture, le filtrage, le réglage caméra, l'échantillonnage, la turbu... et la sensibilité de chacun, du coup impossible de te répondre

 

Avec le setup de T450, dans le cas présent, les poses de 1s sont clairement inadaptées. Mais sur ce même genre de cible, avec un ensemble setup/caméra optimisé, on peut tout à fait envisager des poses de 1s, quasiment sans perte de sensibilité.

 

Peut-être serait-il judicieux que je fasse un post explicatif un de ces quatre ? C'est pas si compliqué à vrai dire.

Modifié 13 mai 2020 par Roch

[Nathanael 6 840]

Il y a 2 heures, Haltea a dit :

Si je comprend bien, il est préférable , si la cible n'est pas suffisamment brillante pour faire de vraies poses courtes (1s ou moins), monter directement à des temps de poses de l'ordre de 10 sec?

Les poses de 3 ou 4 secondes n'auraient pas d'intérêt ?

Romain a raison, ça varie tellement d'un setup à l'autre, difficile de donner des chiffres généraux.

Le mieux est de revenir aux fondamentaux : le bruit de lecture, pour 1 pose, doit être 3 à 4 fois moindre que le bruit du fond du ciel pour être négligeable et ne pas noyer les plus faibles signaux.

Les logiciels de traitement d'image (par exemple Iris ici) permettent d'obtenir la valeur du bruit du fond du ciel, à comparer avec le bruit de lecture. Si celui-ci est 3 à 4 fois supérieur au bruit de lecture, c'est tout bon. Pour éviter les problèmes de gain en e-/adu, d'étirement des 12 bits etc... le mieux est de mesurer le bruit de lecture sur une image d'offset (0 secondes dans le noir à la température de l'image) par le même procédé : petit rectangle à la souris dans une zone noire, puis clic droit et statistiques. Le bruit est appelé "sigma" dans iris. Tu peux faire plusieurs images à des temps de pose différents (1s 4s 10s 30s 1mn etc...) et tu sauras, pour ton ciel du jour (ça varie en fonction de la lune et de la limpidité du ciel) et ton setup, quel est le temps de pose optimum.

Pour la technique poses courtes, je pense qu'on peut procéder de même par paquets d'images (ser de 100 images d'offset et ser de 100 images de 4s par exemple), puisqu'on va multiplier les 2 bruits par la racine carré du nombre d'images.

Il faut faire attention à une chose c'est que le bruit de l'image contient aussi le bruit de lecture et les bruits s'ajoutent quadratiquement. Si on a sigma10 sur l'offset et 20 sur l'image, le bruit du fond de ciel est n'est pas 10 mais  17 : 20² = 17² +10². Quand on a 3 à 4 fois le bruit de lecture ça marche quand même : 40²=39²+10², le bruit de lecture est bien négligeable, c'est ce qu'on cherche en fait.

Nathanaël

[milesinthesky 93]

il y a une heure, T450 a dit :

le bruit de lecture, pour 1 pose, doit être 3 à 4 fois moindre que le bruit du fond du ciel

C'est vraimenent le minimum, il vaut mieux viser un fond de ciel entre 3 et 10 fois le bruit de lecture au carré !

[Roch 1 898]

il y a 12 minutes, milesinthesky a dit :

C'est vraimenent le minimum, il vaut mieux viser un fond de ciel entre 3 et 10 fois le bruit de lecture au carré !

Attention confusion, bruit de fond de ciel et niveau de fond de ciel, ce n'est pas la même chose.

Bruit de fond de ciel trois fois supérieur à bruit de lecture, c'est équivalent à niveau de fond de ciel neuf fois supérieur à bruit de lecture au carré. Donc vous avez tous les deux raison

Modifié 13 mai 2020 par Roch

[milesinthesky 93]

Ah oui au temps pour moi !

[Haltea 1 271]

Merci de ces précisions,  j'ai une formation scientifique mais pas du tout dans ce domaine.

C'est intéressant quand on comprend ( et c'est pas à tous les coups 😅)

 

[amateurAstro64 307]

Merci pour ce test,

J ai pas compris quelle était la version pose longue et pose courte.

Première poses courtes et deuxième poses longues ?

[Nathanael 6 840]

Il y a 10 heures, amateurAstro64 a dit :

Première poses courtes et deuxième poses longues ?

Oui, désolé, je l'ai rajouté au-dessus des images.

Nathanaël

[olivdeso 1 860]

Le 12/05/2020 à 12:18, Roch a dit :

 

Attention, du coup il ne s'agit pas seulement de bruit de lecture, mais de la conjonction bruit de lecture + bruit thermique + bruit de fond de ciel

Vu que c'est le même temps de pose total, même température de capteur, même ciel, la seule différence est le bruit de lecture : tu capte exactement le même nombre de photons et d'électrons générés par le courant de dark. c'est proportionnel au temps de pose total.

 

Le 12/05/2020 à 21:25, T450 a dit :

Ok mais je suis en bin3 donc ça revient au même qu'un 250 à f/d 3.7 en bin1 au niveau lumière

 

En rapport signal à bruit c'est pas pareil du tout, il y a un rapport 3 entre les 2 pour le bruit de lecture. Tu aurais des pixels 3 fois plus gros, ton rapport signal à bruit s'améliorerait quasiment d'un rapport 3 sur pose unitaire courte.

 

 

[Nathanael 6 840]

Il y a 1 heure, olivdeso a dit :

En rapport signal à bruit c'est pas pareil du tout, il y a un rapport 3 entre les 2 pour le bruit de lecture.

Si je comprends bien ce que tu dis, et si on reprend les données numériques du début, j'aurais le même bruit de fdc sur 1 pixel à f/d 3.7 en bin 1 que sur 1 "pixel" à f/d11 en bin3, donc 108e- mais seulement 42e- contre 125 e- en bruit de lecture?

Donc potentiellement ça ferait "presque" le même résultat 4x5mn / 1200x1s si j'étais à f/d3.7?

C'est assez facile à vérifier, mais à la prochaine pleine lune

Nathanaël

Modifié 14 mai 2020 par T450

[Roch 1 898]

il y a 52 minutes, olivdeso a dit :

Vu que c'est le même temps de pose total, même température de capteur, même ciel, la seule différence est le bruit de lecture : tu capte exactement le même nombre de photons et d'électrons générés par le courant de dark. c'est proportionnel au temps de pose total.

 

Oui j'avais mal compris le post initial, je pensais que c'était une mesure sur l'empilement final et non un calcul.

 

il y a 7 minutes, T450 a dit :

Si je comprends bien ce que tu dis, et si on reprend les données numériques du début, j'aurais le même bruit de fdc sur 1 pixel à f/d 3.7 en bin 1 que sur 1 "pixel" à f/d11 en bin3, donc 108e- mais seulement 42e- contre 125 e- en bruit de lecture?

Donc potentiellement ça ferait "presque" le même résultat 4x5mn / 1200x1s si j'étais à f/d3.7?

C'est assez facile à vérifier, mais à la prochaine pleine lune

Nathanaël

 

Absolument

Oui d'ailleurs ça m'étonnait, mais vu la phase de la lune c'est normal... en période de nouvelle lune par contre, tu aurais quand même du mal à rivaliser avec des poses de 1s et des pixels de 2.4 microns.

Perso par nuit assez noire, à F5, avec mes pixels de 2.9 et bruit de lecture a 0.85e-, en général j'ai un bruit de fond de ciel équivalent au bruit de lecture en poses de 2s ( mon temps unitaire habituel )

c'est un compromis car je perds quand même sur la sensibilité globale, mais ça reste acceptable pour shooter à peu près n'importe quoi d'accessible en pose longue ; suffit de rallonger un peu la sauce

 

Romain

Modifié 14 mai 2020 par Roch

[exaxe17 5 749]

Salut Nathanaël,

 

Tres interessant pour les essais avec la 183.

Tout ce qu'on peut dire c'est que c'est pas bonne camera pour faire des poses courtes! du moins il faut pousser un peu plus le temps de poses globale et unitaire car le bruit de lecture est trop important.

 

Le 12/05/2020 à 12:09, T450 a dit :

l'empilement par somme donnait un moins bon résultat dans ce cas

Essaies sans les offset sans dark, juste pour voir

Le 12/05/2020 à 12:09, T450 a dit :

Le résultat me semble assez conforme à ce qu'on pouvait en attendre  sur des objets peu lumineux

non justement, M88 est assez lumineuse je crois qu'on est proche de M9.8, d’ailleurs ton cœur est cramé.

En 1s cela devrait pas etre le cas , le bin3 doit resserrer ta dynamique

 

ce que j'obtiens avec mon setup (0,50 ''/photosite) :

2400x0,5s:

 

j'ai juste dpp pour mieux voir

[Nathanael 6 840]

Il y a 15 heures, exaxe17 a dit :

Tout ce qu'on peut dire c'est que c'est pas bonne camera pour faire des poses courtes! du moins il faut pousser un peu plus le temps de poses globale et unitaire car le bruit de lecture est trop important.

Le fait d'imager en bin3 est finalement très dommageable pour les poses courtes où le bruit de lecture est primordial. Je referais un test à f/d 3.7, donc en bin1 pour le même échantillonnage final, pour voir ce que ça donne, ça devrait être bien meilleur.

Pour l'instant, j'ai fait cet essai à f/d11 et un échantillonnage de 0.167"/p (!), parce que le matos était monté comme ça pour d'autres raisons (influence du f/d sur la fwhm) et j'en ai eu l'occasion. Mais ce n'est pas inutile de se rendre compte des tenants et aboutissants des différentes variables sur une technique donnée. A suivre, une nuit ventée de pleine lune donc

Nathanaël

[Nathanael 6 840]

Bonjour à tous,

Comme promis, un essai poses 1s vs 1mn sur M51, mais à f/d 3.9 en bin1 cette fois. 10mn dans les deux cas.

Pas mieux que sur M88. Quand je vois ce que tu fais Stéphane @exaxe17 en 1200s, il y a deux solutions : soit la 183 n'est pas adaptée du tout (j'ai 1.2e- de bruit à gain 3000), soit je ne sais pas traiter les poses courtes. J'essayerai sur la base des conseils que tu me donnes plus haut, mais ma motivation baisse à chaque essai. Pas grave, chacun son truc

Attention quand même : pleine lune, objet à 45°.

Nathanaël

 

10x1mn

 

600x1s

 

 

 

 

 

[exaxe17 5 749]

Il y a 7 heures, T450 a dit :

il y a deux solutions : soit la 183 n'est pas adaptée du tout (j'ai 1.2e- de bruit à gain 3000)

Pourtant c'est pas trop mal, franchement je ne vois pas ce qui peche avec cette camera sur des temps de pose court.

Peut etre que son grand capteur la penalise: elle passe plus de temps à transferer des captures pour acquérir l’image suivante qu’à exposer le détecteur...Je ne sais pas.

Tout ce que je peux dire c'est que les objets du ciel profond , un bruit de lecture même de quelques électrons dégrade suffisamment le rapport signal à bruit d’une image à courte pose pour rendre les méthodes de Lucky Imaging difficiles voir même impossible .

Si tu veux j'ai une capture de M1 de 6000x1s avec la 290mm en SER, on peut essayer de la transferer pour que tu regardes , et comparer une capture avec la 290 versus 183.

Je connais Smash pour le transfer.