cbuil

Evaluation de la caméra ZWO ASI294MM

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OK je me plonge là-dedans, déjà bravo pour la quantité de travail fournie ! et la qualité bien sûr !

D'après une première lecture en diagonale, du bon, mais pas de miracle non plus.

A très vite !

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Salut Christian,

 

Faut que je lise tout en détail, mais tu as produit là un rapport très complet et très détaillé sur cette caméra, vraiment génial, merci....

 

 

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Bonjour Christian,

 

J'ai tout lu, c'est top ! Merci :)

 

55% dans le Halpha... c'est mieux qu'avant mais c'est pas encore ça. Et on est toujours loin des 75% supposés... mon imx290 reste meilleur :D

 

Concernant le bruit télégraphe, ne serait-il pas possible de s'en défaire en créant une carte des pixels défectueux ?

Si je ne me trompe pas, ce sont toujours les mêmes photosites qui sont affectés, donc en utilisant une très grande série d'offsets pour mesurer l'écart-type entre toutes les valeurs que prend chaque pixel, on pourrait identifier ces pixels récalcitrants.

 

Il suffirait ensuite d'une correction cosmétique pour tous les virer sur chaque image... même avec 10 000 pixels de moins, tant qu'on a fait un dithering suffisant à l'acquisition, cela ne posera pas de soucis au final.

Et avec 10 000 pixels défectueux retirés, les courbes de tes graphique seront beaucoup plus gaussiennes ;)

 

Non ?

 

Romain

Edited by Roch

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il y a 10 minutes, Roch a dit :

Concernant le bruit télégraphe, ne serait-il pas possible de s'en défaire en créant une carte des pixels défectueux ?

Non, cela ne fonctionne pas car les pixels du RTS varient très rapidement et ne sont donc jamais les mêmes d'une pose à l'autre.

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il y a 10 minutes, OlivierG a dit :

Non, cela ne fonctionne pas car les pixels du RTS varient très rapidement et ne sont donc jamais les mêmes d'une pose à l'autre.

 

L'idée n'est pas de "soustraire" cette carte comme on ferait avec un dark, juste de s'en servir pour se défaire totalement des pixels incriminés. Par exemple en remplaçant leur valeur par une interpolation des valeurs des pixels adjacents.

 

Donc la seule chose à savoir, c'est quels sont ces pixels à remplacer. Et pour ça, pour obtenir cette carte, on peut faire comme j'ai indiqué ci-dessus... si on trouve le logiciel capable d'effectuer ces opérations.

 

Edited by Roch

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Le problème c'est comment on repère un pixel affecté de bruit télégraphique ? On ne connait pas son intensité qui est variable, ni sa position qui est aléatoire, on sait juste qu'il affecte un pixel isolé.

 

Christian détail une méthode que l'on applique pour la spectroscopie ici :

http://www.astrosurf.com/buil/UVEX_soft/

 

Filtre médian de type Kernel 3x3 pixels. 

Edited by OlivierG

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Ben comme j'explique au dessus... on calcule l'écart type pour chaque pixel entre les différentes valeurs qu'il prend sur plusieurs images offset.

 

Un exemple avec 5 valeurs ADU par pixel  ( = 5 images d'offset ) :

 

Pixel 1

valeurs ADU sur les 5 images :  10, 11, 10, 12, 12

-> écart type faible ( environ 0.9 )

-> pixel conservé

 

Pixel 2

valeurs ADU sur les 5 images : 10, 22, 11, 12, 0

-> écart type fort ( environ 7 )

-> pixel viré

 

On fait ça pour tous les pixels de l'image et on a notre carte. La carte des valeurs d'offsets est variable, mais la carte des valeurs d'écart type ne devrait pas l'être, et est donc utilisable pour optimiser les prises de vue. Et peut être même d'un jour sur l'autre, avec un peu de chance...

 

La méthode dont tu parles fonctionne aussi, mais à vue de nez, je pense que ça induit une perte d'information plus importante... enfin je me trompe peut être. Mais en cp classique en tout cas, je pense qu'utiliser un filtre médian jouera soit sur la définition finale de l'image, soit sur son RSB.

Avec ma méthode on perd du RSB aussi, mais c'est négligeable tant que le nombre de pixels "corrigés" est faible au regard du nombre de pixels total...

 

Romain

Edited by Roch

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Bonjour Christian,

 

Un très grand merci pour tout ce travail exhaustif et fort instructif !

Très pro comme d'habitude, ça répond à toutes mes questions ! :)

 

Pour résumer :

- Pic de QE à 84%, OK moi ça me semble très raisonnable, 90% c'était trop beau pour  être vrai,

- bruit de lecture confirmé, de 1.4 e- à 20 dB en bin 2x2 donc 0.7 e- en bin 1x1. Et ça baisse

  encore en augmentant le gain.

- Pour l'Amp Glow, il y en a comme sur l'ASI 183, pas de surprise. Par contre c'est en effet

  dommage de ne pas avoir de certitude quand à l'efficacité de la réduction sur la QHY294M.

  Apparement c'est pas encore gagné côté disponibilité...

 

Sinon concernant les mesures de QE, sur l'autre post je me suis amusé à superposer  la courbe

que tu as obtenu pour l'ASI 183 avec la courbe issue des mesures faites sur une Flir/Point Grey

Blackfly utilisant le même capteur.

La correspondance est très bonne sur les 2/3 de la courbe mais il y a un différentiel  sensible

autour des 500 nm juste après ce très étrange décrochement à 440 nm.

 

Ce qui est amusant c'est que si on ajoute mentalement les points de mesure de la 294 que tu viens

de faire alors ils suivent de très près la courbe FLIR/Point Grey. La forme est très proche et pour moi

c'est cohérent et ça renforce encore la crédibilité des valeurs que tu as mesurées. Dommage

que FLIR n'ai pas fait de mesures sur les IMX294/IMX492, ça aurait été encore mieux.

 

image.png.7e1182a5cf8bcbb43c10956840222937.png

 

Albéric

Edited by xs_man
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Merci Christian, même si je ne comprend pas tout...

J'ai juste une petite question: recommanderais-tu ce type de capteur (CMOS, BSI, n&b) pour de la photométrie différentielle de précision (Cdr-Cdl, exoplanètes)? Pour l'instant, j'utilise un bon vieux CCD (ICX694) et je me demande si le rendement quantique me permettrait de gagner en précision photométrique. Pour l'instant, j'ai des doutes avec le 14bits et le bruit télégraphique...
Je me demande si il ne faut pas attendre une ASI2600MM, qui sera probablement en 16bits et sans ampglow, mais moins chère que la 6200 (qui est de tout façon trop grande pour le champ de mon scope).

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Finalement la 183 est pas si mal !

Il suffit de l'utiliser en Bin2...

B|

 

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Salut Patrick, mon avis... si tu le temps attend la 2600MM. Tu sais que j’utilise une 6200MM, c’est franchement au dessus.

 

amities,

Laurent Bernasconi

 

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Pour compléter le tableau, il faudrait avoir un peu plus d'informations sur la QHY492M, je sais que quelques exemplaires ont été livrés. S'il y a des utilisateurs, ce serait génial qu'il y ai une prise de contact !

 

Cette ASI294MM n'est tout de même pas un mauvais produit. Une qualité pour moi est la taille du capteur pour le prix.

 

Mais il y a autre chose pour ce qui concerne les résultats sur le  bruit :  il faut bien les lires et tout bien mettre en cohérence. Je conviens que ca peut ne pas être simple. J'ai fait un tableau pour mieux montrer la situation entre une caméra ASI183MM et une caméra AZSI294M, tableau que  je vais surement ajouter dans la page. Le but est de comparer ce qui est comparable, c'est-à-dire les caméras avec la même taille équivalente des pixels, sinon c'est pas du jeu. Donc une ASI1294MM avec ces pixels de 4,63 microns d'un coté, et une caméra ASI183MM exploitée en binning 2x2 de l'autre, soit avec des pixels de 2x 2,4 = 4,8 microns, en gros, la même valeur que pour la ASI294MM. 

 

Pour simplifier, on suppose que la taille des pixels est en fin de compte identique après binning. On suppose encore qu'en un temps de pose donné, un pixel de la ASI294MM collecte 100 photoélectrons. Dans les pixels élémentaires de la caméra ASI183MM cela donne 100 / 4 = 25 photoélectrons. En mettant les valeurs mesurée du bruit indiqué dans ma page, voici ce que cela donne en terme de rapport signal sur bruit (RSB ou SNR) :

 

RSB.png.d29ce6fc5b6124bde6665b0fc19d9842.png

 

Et là on voit que binner de manière traditionnelle les pixels de la 183 pour aboutir à la taille du pixel de la 294 conduit à un rapport signal sur bruit bien inférieur pour la 183 par rapport à la 294. En gros, la 183 est deux fois moins bonne s'il est acceptable de la faire fonctionner en binning 2x2 (si l'observation demande absolument des petits pixels, disons de 2,5 microns, alors  il n'y a plus de bataille, la ASI294MM n'offre pas cette possibilité et la ASI183MM gagne haut la main !).

 

C'est aussi pour cela que j'insiste pas mal sur le sur-échantillonnage en CMOS et l'emploi d'algorithmes de réduction de bruit. Si on binne la 183 en pratiquant au préalable un filtrage médian, le RSB monte à 50, l'écart n'est plus que de 1,4, mais toujours en faveur de la 294.

 

Il faut appliquer toues les possibilités d'un algorithme comme CMED (dernière ligne du tableau) pour que la ASI183MM égale enfin la ASI294MM (et encore il faut que le sur-échantillonnage de départ pour la 183 soit conséquent).

 

Notez que faire des statistiques (écart-type, moyenne) sur des données dont la distribution du bruit n'est pas gaussien pose des difficultés d'interprétation, mais bon, la tendance est là.

 

La moralité de cette chose :

 

(1) pour une application qui se satisfait de gros pixels de 4,6 à 4,8 microns, la ASI294MM est la plus efficace, mais avec une nuance qui pose difficulté, ce fameux bruit RTS qui donne l'impression que l'image contient des artefacts (bruit 1/f), ce qui donne aussi ce résultat mitigé de mon point de vu  (on hésite à filtrer ici le bruit RTS car le risque est grand de casser la finesse des images).

 

(2) pour un usage avec des petits pixels, seule la ASI183MM est exploitable en attendant un statut du possible mode "super résolu" de la QHY294M.

 

Donc il faut vraiment nuancer, suivant l'usage que l'on en fait, la ASI294MM se comporte bien.

 

Nul doute que les CMOS progressent en qualité. Au prix fort, je suis ravi de la ASI6200MM, et bien sur on espère la ASI2600MM ou l'équivalent chez QHY (QHY268M). Mais ce seront des caméras sensiblement plus chère que la ASI294M et avec une interface (bakckfocus) qui peut poser problèmes dans certains cas (pas de soucis pour l'astrophoto, plus délicat avec certains spectrographes).

 

Christian 

 

PS : Patrick, garde ton CCD pour la photométrie pour le moment et patiente dans ton cas comme dit Laurent.

Edited by cbuil
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merci Christian pour ces tests (même si le 294 ne m’intéresse pas du tout, ayant déjà une 6200MC pour le nomade)

 

les QE chez Sony portent toujours à confusion (comme chez BAE Fairchild d’ailleurs) puisqu’ils intègrent dans le calcul l’effet des microlentilles. Il n’est pas étonnant qu’ils publient toujours des courbes relatives assez discutables d’ailleurs.

 

Chez BAE ils sont passé de 72% à 82% rien qu’en changeant la forme des microlentilles (optimisées pour les optiques plus ouvertes)

Un test à f/20 (sur un microscope) montre que les signaux sont identiques sur les 2 capteurs...

Chez Gpixel, c’est plus clair (le QE) et si on a bien 95% sur les BSI, il faut bien sur faire attention à la transmission de la fenêtre de la caméra, donc de ses coatings. Mais là aussi, des mesures de QE montrent de légères différences (toujours à la baisse) selon les longueurs d’ondes.

 

Pour ce qui est sur-échantillonnage et donc lire le capteur en format natif afin d’avoir une plus grande liberté de traiter le bruit, je suis 100% d’accord avec toi. 

 

philippe

 

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Il y a 7 heures, cbuil a dit :

La moralité de cette chose :

 

(1) pour une application qui se satisfait de gros pixels de 4,6 à 4,8 microns, la ASI294MM est la plus efficace, mais avec une nuance qui pose difficulté, ce fameux bruit RTS qui donne l'impression que l'image contient des artefacts (bruit 1/f), ce qui donne aussi ce résultat mitigé de mon point de vu  (on hésite à filtrer ici le bruit RTS car le risque est grand de casser la finesse des images).

 

(2) pour un usage avec des petits pixels, seule la ASI183MM est exploitable en attendant un statut du possible mode "super résolu" de la QHY294M.

 

 

Je vais attendre que la 294 sorte en HR, mais la 183 tient la route même sans comparer le tarif, surtout avec mes optiques à faible focale.

 

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Merci pour ce travail , très précis et surtout très bien écrit , la preuve : j'ai pratiquement tout compris

 

alain

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extra toutes ces infos. La 294 fait envie pour jouer dans le bleu ! Ca ferait une bonne caméra pour le T1M aussi :)

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Merci pour vos encouragements !

 

Je sais que ce problème de comparaison de détecteurs occupe pas mal les esprits (dont le mien !) et qu'il est difficile parfois de clairement trancher.

 

Pour aider à cela j'ai ajouté dans la page quelques informations complétementaire et en particulier un critère de performance, que j'appelle "détectablité" (D*), simple et assez global, qui a mon avis devrait être utilisé par tous les testeurs de par le monde, et à commencer par les constructeurs. Il est défini par une formule assez intuitive :

 

D* = (f  x QE  x p^2) / RON

 

avec, f, le facteur de binning, QE, le rendement quantique à une longueur d’onde donnée, p, la largeur physique du pixel, RON, le bruit de lecture dans l’image brute. Plus la valeur de D* est grande, mieux c'est bien sur. Si on pouvait imposer cette manière d'évaluer les capteurs...

 

Vous voyez que cette fois on tiens compte du rendement quantique, avec donc l'effet spectral (une qualité qui est évoqué par Jean-Luc D.).

 

Je donne des exemples de calcul dans ma page, en comparant une fois de plus 183 et 294 (avec quelques warning tout de même).

 

Vous pouvez jouer avec cette formule en introduisant par exemple les paramètres de votre caméra CCD et comparer. C'est facile et toujours très instructif.

 

Christian

 

 

Edited by cbuil
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 Christian, moi je rajouterai un paramètre optionnel, facteur 0,5 des qu’il y a de ampglow😉.

Franchement, en 2020, on ne devrait plus voir de nouveaux capteurs avec ce problème.

 

amities,

Laurent Bernasconi

Edited by Laurent51
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Merci Christian pour le gros travail.... qui me fera garder ma 1600 un peu dépassée mais j'attends un capteur sans ampglow en taille 4/3"... et je ne suis pas pressé.

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Je rejoins un peu mes camarades avec les deux remarques précédentes... je vais peut-être attendre un peu du coup. La taille 4/3 me va bien aussi.

En attendant je vais tester l'algorithme CMED de @cbuil quelqu'un l'a t-il testé sur asi183 bin1 ???

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Bonsoir Christian,

 

Très intéressant en effet ce critère de détectabilité ! Merci. :)

 

Pour l'imagerie en CP en poses courtes, il est très utile d'ajouter les caméras
à base d'IMX290, pixels de 2.9 microns, bruit de lecture de 1.1 e- environ à gain = 200

Pour le QE, avec les valeurs indiquées sur le site de Christian (merci Romain de m'avoir

indiqué le lien !)

 

http://www.astrosurf.com/buil/CMOSvsCCD/index.html

 

D(400 nm) = (1x0.67x2.9x2.9)/1.1 = 5.1
D(500 nm) = (1x0.75x2.9x2.9)/1.1 = 5.7

 

Donc en mode bin "natif", l'IMX294 M est toujours devant.
Mais l'IMX290 en bin 1x1 est meilleur que l'IMX 183 que ce soit en bin 1x1 voire même
en bin 2x2. Ce qui confirme bien son excellente sensibilité, déjà bien connue.

 

Sinon, j'ai encore deux questions concernant le bruit télégraphique :

 

- Si c'est bien le cas, quels paramètres peuvent influer sur l'intensité du bruit   télégraphique :
  Gain ?
  Temps d'exposition ?
  Température ?
  Autres ?

 

- Pour relativiser les choses, il faudrait être plus précis sur l'utilisation de la   caméra.

  En ciel profond en poses longues traditionnelles on va additionner quelques
  dizaines d'images voire une centaine seulement. Mais quand on image en ciel profond
  à courtes poses,  les poses unitaires varient de 250 ms (NP très brillantes) à 10
  secondes environ. Donc on va additionner des milliers voires des dizaines de milliers
  d'images. En plus si on on laisse "divaguer" la cible sur le capteur comme en
  planétaire, ça créé une double variabilité : les pixels affectés par le bruit  télégraphique

  varient d'une image à l'autre et en plus à chaque pixel va correspondre
  une partie différente de la cible.
 
  Dans le cadre de cette utilisation n'a-t'on pas au final un effet de lissage "physique"
  comparable à un lissage soft ? Le tout sans perdre en résolution.

 

Bon, il reste toujours le cas de la QHY294 M en mode bin 1x1 à caractériser pour enfin
avoir une vue vraiment globale sur l'utilisation de l'IMX492...

 

Albéric

Edited by xs_man

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Albéric, Christian a déjà fait des mesures de QE et autres pour l'imx290... ici :

 

http://www.astrosurf.com/buil/CMOSvsCCD/index.html

 

Son défaut c'est le bruit thermique qui ne descend pas aussi bas en refroidissant... même si j'ai mesuré des valeurs deux fois plus basses sur la mienne ( qhy vs asi ? Une conséquence du mode anti amp-glow ? qui sait ;) )

 

 

 

Merci pour ce nouveau critère Christian. En somme c'est un peu comme le critère "Snr1" de sony, mais en plus rigoureux et intuitif ;)

 

Romain

 

Edited by Roch

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Citation

Albéric, Christian a déjà fait des mesures de QE et autres pour l'imx290... ici :

http://www.astrosurf.com/buil/CMOSvsCCD/index.html

 

Ouppssssss, je ne l'avais pas vu, désolé, autant pour moi !  Mea maxima culpa !

Je vais lire tout ça de ce pas !

 

OK !

Concernant le bruit télégraphique, au vu des images d'offset des 2 posts,  il me semble que le capteur 

le plus clean est clairement l'IMX183, puis vient l'IMX290  et enfin l'IMX294. Et que l'IMX290 et l'IMX294 ne sont pas très loin l'un de l'autre. Mais je peux me tromper bien sûr !

 

Qu'en penses-tu Christian ?

 

Albéric

Edited by xs_man

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