Binning et fwhm

[Nathanael 6 840]

Bonsoir,

Je reviens sur ce phénomène étonnant, si quelqu'un a une explication?

L'empilement à 0.261"/p sur ngc 7217 donne une fwhm de 1.8" sur cette étoile assez brillante :

 

Après binning 2 par traitement même fwhm :

 

J'avais déjà fait un post sur le sujet sans que se dégage une  explication.

L'application pratique de ce phénomène, c'est qu'on peut échantillonner très fin pour gagner en finesse (voir ce post) puis binner x2 pour récupérer la lumière qu'on aurait avec un échantillonnage deux fois supérieur sans perdre de résolution par rapport à l'échantillonnage fin. Le beurre et l'argent du beurre en quelque sorte (il manque @danielo le sourire de la crémière : le champ! ). Du reste, c'est un peu ce que je fais ces dernières années sans vraiment comprendre pourquoi : je peux aussi continuer comme ça...

C'est également ce qui m'a fait dire à @skuenlin il n'y a pas longtemps que quand on image en bin2, on bénéficie quand même du gain de résolution qu'on aurait en bin 1.

C'est aussi pour ça @zwo&qhy que j'aimerais bien une 533 avec des pixels de 1µm

Nathanaël

 

 

[Alef 2 490]

Sans doute par le seeing de ton lieu ?

[AlSvartr 2 928]

Vu que tu suréchantillonnes massivement en binning 1x1, le binning 2x2 reste également suréchantillonné, donc tu ne t’attend pas à une perte significative de résolution. En binning 4x4 (pixels de 1 arcsec) la résolution commencerait à se détériorer. Donc oui il ne sert à rien ( a part en spectro mais c’est un cas particulier) de suréchantillonner exagerement (perte de champ, S/B pourri,…), faut juste respecter Niquyst-Shannon, en se basant sur le seeing du moment . 

Modifié 27 septembre 2022 par AlSvartr

[Alef 2 490]

mais tu as quelle caméra et quel telescope ?

Modifié 27 septembre 2022 par Alef

[Nathanael 6 840]

Il y a 7 heures, AlSvartr a dit :

faut juste respecter Niquyst-Shannon, en se basant sur le seeing du moment . 

Je ne crois pas, comme je le developpe ici.

 

Il y a 7 heures, AlSvartr a dit :

En binning 4x4 (pixels de 1 arcsec) la résolution commencerait à se détériorer.

A échantillonnage natif de 1"/p oui je suis d'accord, mais en bin4 manifestement non, ou si peu.

 

Il y a 7 heures, Alef a dit :

mais tu à quelle caméra et quel telescope ?

Une 533 mono sur un newton 245 à f12 (paracorr2 + powermate x2)

Nathanaël

 

 

Modifié 28 septembre 2022 par Nathanael

[Alef 2 490]

Je me trompe peut être mais 0.3"/px c'est la théorie et pratiquement jamais atteignable. Rien qu'avec le seeing et la turbulence si tu fais déjà 1.5"/px c'est déjà très bien

Modifié 27 septembre 2022 par Alef

[Nathanael 6 840]

@Alef je pense que tu confonds résolution et échantillonnage. L’échantillonnage se calcule en fonction de la taille des pixels et de la distance focale. échantillonnage = 206 x taille de pixel en micron / focale en mm. ça donne une valeur en ‘´/p c’est à dire qu’un angle de 1,5 seconde d’arc sur le ciel va couvrir 1 pixel pour un échantillonnage 1,5’´/p. Ça c’est fixé par le télescope et la camera. 
Par contre, la résolution, c’est à dire la taille des étoiles (on mesure la Fwhm c’est la dire la largeur à mi hauteur du pic de l’étoile) dépend elle de l’état du ciel et de la turbulence. On mesure cette taille en seconde d’arc ‘´.

Tu peux avoir un échantillonnage très fin (0,3’´/p)  et des étoiles comme des patates 3 ou 4´´ si le ciel n’est pas coopératif.

Dans le sens contraire, ce n’est pas vrai et c’est un peu l’objet du débat sur l’autre post. Tu ne peux pas avoir des images à 2’´ avec un échantillonnage à 1’´/p en bin 1(du moins je n’en ai jamais vu).

Nathanaël

[Lucien 11 292]

Bonjour Nathanaël,

 

Ce que tu dis ici est comme ceci :

Si on fait un binning 2X la taille en secondes d'arc de Jupiter ne change pas.

Bon heureusement ! 

 

Lucien

[christian viladrich 7 672]

Salut Nathanel,

Il y aurait un truc intéressant à faire, pour pousser l'expérimentation jusqu'au bout : à partir de ton image initiale, tu binnes 4x4 (voire 8x8), et puis tu ré-échantillonne pour revenir à 1x1, et tu mesures la PSF.

Çà sera intéressant également de faire la manip avec différents types de ré-échantillonnages (bilinéaire, octuple, etc.) pour voir ce que cela donne.

[Nathanael 6 840]

il y a 27 minutes, Lucien a dit :

Si on fait un binning 2X la taille en secondes d'arc de Jupiter ne change pas.

Vu comme ça c’est normal en effet!

Donc c’est logique d’avoir des images plus fines a 1’´/p en bin 2 que 1’´/p en bin 1. Ça ne me paraissait pas immediat à moi 😉

[Lucien 11 292]

Désolé j'abandonne le sujet.

Lucien

 

Modifié 28 septembre 2022 par Lucien

[Nathanael 6 840]

Il y a 5 heures, christian viladrich a dit :

Il y aurait un truc intéressant à faire, pour pousser l'expérimentation jusqu'au bout : à partir de ton image initiale, tu binnes 4x4 (voire 8x8), et puis tu ré-échantillonne pour revenir à 1x1, et tu mesures la PSF.

Si j'ai bien compris ce que tu me demandes, ça donne ça (bin4 puis changement d'échelle x4). Tu penses que c'est ce que ça donnerait avec 1"/p natif?

 

Il y a 4 heures, Lucien a dit :

Désolé j'abandonne le sujet.

J'espère que ce n'est pas à cause de ma dernière remarque qui se voulait une boutade. Je ne comprends pas ce qui se passe, c'est très déroutant, c'est très dérangeant apparemment, il est donc difficile de s’exprimer sereinement surtout sur un forum. Désolé si c'est le cas.

 

Nathanaël

[Nathanael 6 840]

La même avec changement d'échelle x4  bi-cubique dans iris :

[Lucien 11 292]

Le 28/09/2022 à 14:04, Nathanael a dit :

J'espère que ce n'est pas à cause de ma dernière remarque qui se voulait une boutade

Merci de l'attention Nathanael. J’apprécie beaucoup !

Simplement j'ai du partir un peu vite.

 

Lucien

Modifié 29 septembre 2022 par Lucien

[christian viladrich 7 672]

Il y a 5 heures, Nathanael a dit :

La même avec changement d'échelle x4  bi-cubique dans iris :

 

C'est intéressant ! Si je résume bien :

- on part d'une image en binning 1x1, sur laquelle on mesure une FWHM de 1.8 arsec.  soit 6.9 pixel (?), on est donc largement sur-échantillonné comme le dit Simon,

- on passe ensuite en  binning 4x4 (donc probablement à une FWHM de 1.7 pixel ?). Puis on redimensionne pour revenir  l'échelle initiale et on mesure alors 2.0 arsec, soit une augmentation de 20% par rapport à la FWHM initiale.

Juste que là, je ne vois rien de très surprenant ?

 

Les choses auraient peut être été différentes si on était parti d'une image avec une FWHM de 2 ou 3 pixels.

 

 

Il y a 21 heures, Nathanael a dit :

L'application pratique de ce phénomène, c'est qu'on peut échantillonner très fin pour gagner en finesse (voir ce post) puis binner x2 pour récupérer la lumière qu'on aurait avec un échantillonnage deux fois supérieur sans perdre de résolution par rapport à l'échantillonnage fin. Le beurre et l'argent du beurre en quelque sorte

Je ne suis pas sûr de comprendre ce que tu veux dire. Quand tu parles de binner 2x, c'est par logiciel après acquisition?  Si c'est cela, tu ne vas en aucune façon récupérer de la lumière.

 

Mais j'ai peut être loupé un truc.

[Pascal C03 4 058]

Il y a 21 heures, Nathanael a dit :

(paracorr2 + powermate x2)

J'ai des doutes sur l'utilité du Paracorr avec une Barlow pour une 533 qui n'a pas un champ si grand...

As-tu testé "sans" ?*

Je trouve que cela complique le train optique (flexion supplémentaire), fait baisser légèrement en rendement et à moins de vouloir exploiter la totalité du champ jusqu'au bord du bord, je ne vois que des inconvénients.

 

Je ne pige pas non plus quelle lumière tu pourrais récupérer après en binnant ?

 

*J'ai supprimé le filtre L pour la luminance et je pense supprimer le Paracorr au vu des objets que je cherche à capter...

Modifié 28 septembre 2022 par Pascal C03

[Nathanael 6 840]

il y a 38 minutes, christian viladrich a dit :

Juste que là, je ne vois rien de très surprenant ?

Ce qui me surprend, c’est que la résolution d’une image a 1´´/p en bin 2 par exemple est la même qu’une image à 0,5´´/p en bin 1, les deux étant sensiblement  meilleures qu’une image à 1’´/p en bin 1.
Ça repose sur le fait que plus on échantillonne fin, plus les étoiles sont fines, bien au-delà du critère de niquizt (ce qui ne fait manifestement pas l’unanimité). C’est peut-être ça qui rend la chose surprenante, plus que le fait que la Fwhm en bin 1,2,3,4 etc... est sensiblement la même.

 

il y a 47 minutes, christian viladrich a dit :

Je ne suis pas sûr de comprendre ce que tu veux dire. Quand tu parles de binner 2x, c'est par logiciel après acquisition?  Si c'est cela, tu ne vas en aucune façon récupérer de la lumière.

Oui par logiciel. Si on bin 2 au traitement, on augmente le signal par 4 et le bruit par 2 donc le rsb est multiplié par 2 de la même façon qu’avec des pixels deux fois plus gros ou une focale 2x plus courte. (Je me place dans le cas où on néglige le bruit de lecture ce qui est de plus en plus facile avec les capteurs cmos modernes.)

 

il y a 40 minutes, Pascal C03 a dit :

J'ai des doutes sur l'utilité du Paracorr avec une Barlow pour une 533 qui n'a pas un champ si grand...

As-tu testé "sans" ?*

Tu as raison, je dois pouvoir optimiser tout ça notamment avec l’utilisation une barlow corrigée de la coma. L’idée pour l’instant c’est de vérifier que si j’ajoute une barlowX2 et que je bin2 au traitement, j’ai le même rsb que sans barlow en bin 1 ET des étoiles plus fines (mais un champ plus petit). Je ne joue donc pas avec les compromis optiques dans un premier temps.

Nathanaël

[skuenlin 1 306]

Le théorème de Nyquist nous dit que la fréquence d'échantillonnage doit être au minimum deux fois plus grande que la fréquence maximum....il ne dit pas 2x.

Comme l'a dit Olivdeso plusieurs fois sur le forum... jusqu'à un facteur 6x on est encore gagnant après ça devient marginal.

Du coup si tu as un seeing de 1.8" et que tu échantillonne à 0.3"-0.4" ça peut encore aider.

La contrepartie c'est que tu perds en SNR...mais bon tu peux le regagner en BIN soft après...

[christian_d 3 150]

Bonjour,

 

Le binning peut arranger les choses, mais j'ai très rarement utilisé le binning pour la simple raison de la réduction de la taille de l'image finale.

Et je me dis qu'il est un peu dommage de mettre du pognon dans un capteur de 3000 pix de coté pour me profiter que de 1500 pix binnés 2 fois. 

Ici je bosse désormais sur un 2k de 2550 pix de coté il me faut au minimum du 2500 pix pour le remplir. Ma ST10  de 2200 pix est déja trop juste en bin1. Mes anciennes images de 1400 pix sur l'écran 2k font franchement rikiki.... ça fait "minifull".... Une 1400 pix sur un écran de 1080 passe mieux, bien que l'image ne couvre pas totalement le format de l'écran.

Et je ne parle pas du bin3 ou bin4, réservés aux collectionneurs de timbres poste..

 

Bref pour binner 2 fois il faudrait mon sens un capteur qui fasse au moins 5000 pix de coté, ce qui fait une image finale de 2500, c'est encore valable pour une "full", "on voit"... Mais ça reste dommage de sacrifier 5000 pix pour obtenir une image 2 fois plus petite. Mais ce n'est qu'un avis.

 

Bons binnages...

 

 

Christian

 

 

 

Modifié 29 septembre 2022 par christian_d

[olivdeso 1 860]

Le 27/09/2022 à 22:45, Nathanael a dit :

Après binning 2 par traitement même fwhm :

 

 

Ben heureusement, ça veut dire que Shannon et Nyquist avaient raison et en bin 2 tu respectes déjà leur critère. A fortiori en bin 1.

[Nathanael 6 840]

Je ne sais pas si je me fais bien comprendre. 
Avec des pixels de 3,7 um jai une Fwhm de 1,7’´ 

Avec des pixels de 7,4 um j’ai une Fwhm de 2,3’´

Avec des pixels de 3,7um en bin 2 j’ai une Fwhm de 1,7’´

Ça n’étonne que moi?
Nathanaël

[christian viladrich 7 672]

il y a 24 minutes, Nathanael a dit :

Je ne sais pas si je me fais bien comprendre. 
Avec des pixels de 3,7 um jai une Fwhm de 1,7’´ 

Avec des pixels de 7,4 um j’ai une Fwhm de 2,3’´

Avec des pixels de 3,7um en bin 2 j’ai une Fwhm de 1,7’´

Ça n’étonne que moi?
Nathanaël

 

Salut Nathanaël,

 

J'avais probablement mal lu tes chiffres, j'avais compris que :

*

- on part d'une image en binning 1x1, sur laquelle on mesure une FWHM de 1.8 arsec.  soit 6.9 pixel (?), on est donc largement sur-échantillonné comme le dit Simon,

- on redimensionnement ensuite cette image par logiciel à une taille de 50% (attention, ce n'est pas du binning hardware comme sur des caméras CCD, c'est juste de l'interpollation), donc probablement à une FWHM de 4 pixel ?, et on revient à du "binning 1x1" (donc à nouveau de l’interpolation), on trouve une FWHM à nouveau de 1.8 arsec,

- puis on passe ensuite en "binning" 4x4 (donc probablement à une FWHM de 1.7 pixel ?). Puis on redimensionne pour revenir  l'échelle initiale et on mesure alors 2.0 arsec, soit une augmentation de 20% par rapport à la FWHM initiale.

 

Si c'est bien cela, je ne vois pas où il pourrait y avoir de surprise ?

 

D'autre part, quand avec un logiciel on redimensionne l'image à 50% (le terme binning 2x2 n'est pas vraiment justifié), alors le signal n'augmente pas. Il reste quasiment le même aux interpolation près. En revanche, l'interpolation joue probablement un peu sur le bruit.

 

Mais il est possible que je n'ai pas compris la manip que tu avais réalisée.

[olivdeso 1 860]

Il y a 6 heures, Nathanael a dit :

Avec des pixels de 3,7 um jai une Fwhm de 1,7’´ 

Avec des pixels de 7,4 um j’ai une Fwhm de 2,3’´

Avec des pixels de 3,7um en bin 2 j’ai une Fwhm de 1,7’´

 

Bof ça m'étonne qu'à moitié, faut chercher où est l'erreur, car il y en a forcément une. On en fait tous les jours. Faut juste en entre conscient et savoir la détecter. C'est ce ne que tu as fait. De là à dire d'où ça peut venir, toi seul le sait...

 

En sous échantillonnage tu ne peux en pas reproduire fidèlement le signal d'entrée, en suréchantillonnage par contre oui et ça ne change pas.

[Marc S 618]

il y a 3 minutes, olivdeso a dit :

En sous échantillonnage tu ne peux en pas reproduire fidèlement le signal d'entrée, en suréchantillonnage par contre oui et ça ne change pas.

 

Ca je ne comprends pas.....

 

Tu parles de résolution ?

Modifié 30 septembre 2022 par Marc S

[Marc S 618]

Ce post me fait penser à l'avantage du sur-échantillonage et du binning avec l'algorithme CMED de C-Buil

à voir ici (point 5- traitement des données)

 

http://www.astrosurf.com/buil/asi6200mm/

 

C'est pour rappel et info sans vouloir interférer le sujet...