Nouveaux capteurs : ne faites plus de dark

[Thierry Legault 5 808]

il y a 9 minutes, exaxe17 a dit :

le bruit photonique est la racine carré du signal, si mon signal est faible , le bruit de lecture devient plus important (en proportion )

 

oui enfin avec les bruits de lecture super bas (1 électron voire moins) et les rendements super hauts qu'on a aujourd'hui, il ne faut pas beaucoup de fond de ciel pour le dépasser

 

il y a 9 minutes, exaxe17 a dit :

car je vois bien que mes captures perdent automatiquement du signal des que je baisse le gain...

 

ça c'est normal, c'est le principe du gain, mais ça ne montre strictement rien. Sur un APN, si tu multiplies les iso par 2, ça multiplie par 2 le signal et le bruit photonique, donc ça ne change rien à son RSB. Ca change éventuellement le bruit de lecture, donc on peut gagner un peu sur le RSB global, ce qui se verra...ou pas. Pareil pour le gain sur une caméra astro.

 

Quand tu baisses ton gain, tu ne perds pas de signal, tu réduis la valeur (arbitraire) qui le mesure, ainsi que le bruit qui va avec. Monter le gain donne une illusion d'avoir plus de signal.

 

Modifié 12 janvier par Thierry Legault

[exaxe17 5 758]

il y a 2 minutes, Thierry Legault a dit :

on peut gagner un peu sur le RSB final

mon experience montre qu'on gagne beaucoup plus qu'un peu....Bon je vais chercher pourquoi.

[exaxe17 5 758]

il y a 8 minutes, Thierry Legault a dit :

il ne faut pas beaucoup de fond de ciel pour le dépasser

oui tu as raison , et à 500ms ou 1s j'ai pas de bruit de fond enfin j'ai plutot que du bruit de lecture et thermique

[Thierry Legault 5 808]

il y a 1 minute, exaxe17 a dit :

oui tu as raison , et à 500ms ou 1s j'ai pas de bruit de fond enfin j'ai plutot que du bruit de lecture et thermique

 

c'est sûr qu'en pose courte, le bruit de lecture peut être non négligeable.

 

Suppose que tu prennes une image à un gain donné, et que tu récupères un signal mesuré à 1000 ADU, avec un bruit de photons à 50 ADU et un bruit de lecture à 2 ADU. Tu doubles le gain : tu vas mesurer un signal à 2000 ADU (mais en fait c'est toujours le même signal, la caméra a juste fait x2), un bruit de photons à 100 ADU (x2 aussi, donc RSB inchangé) et un bruit de lecture qui sera à 4 ADU si tu es dans la partie stable du bruit de lecture, ou peut-être à 3 ADU si tu es dans la partie descendante.

[exaxe17 5 758]

oui je comprends (enfin autant que mon cerveau gelé le peu, je suis dehors en pleine capture !) .

Les courtes poses en plus d'être dans les limites d'un capteur, utilisent une multitude de frame et , je pense que cela doit jouer sur le resultat finale 

Juste pour clarifier le bin's,car ce n'est pas une info creuse sur cette histoire de bruit de lecture:

 

[Superfulgur 16 105]

il y a 40 minutes, Thierry Legault a dit :

Sur un APN, si tu multiplies les iso par 2, ça multiplie par 2 le signal et le bruit photonique, donc ça ne change rien à son RSB

 

Je tique à chaque fois que je te lis écrire ça.

Tu es sûr que c'est vrai sur toute la gamme d'ISO d'un APN, disons de 100 à 10 000 ISO ?

 

Quelque chose me dit que c'est faux au bas ISO, mais encore une fois, j'y connais queud.

 

Il faudrait que je fasse une minute de pose à 100, 1000 et 10 000 ISO et que je regarde, mais j'ai un doute sur cette loi.

 

S

[cbuil 3 483]

D'une manière générale , l'impact du bruit de lecture comme l'indique Thierry L ne ce perçois que lorsqu'on observve de faibles signaux, car autrement le bruit de photon est dominant. C'est la même chose avec le bruit thermique.

 

L'exemple type est celui de la spectro, où le signal de fond est souvent très faible. Le bruit de lecture et le bruit thermique détermine alors la performance en détectivité. Mais c'est vrai que le signal thermique et donc le bruit associé est vraiment faible avec certains capteur, mais il faut tout de même refroidir en dessous de -10°C, ou quelque chose comme ca (attention aux nuits très chaude d'été). Personnellement je fait encore des dark, car il y a encore des traces de pixels chauds, même en CMOS, et comme en spectro il n'est pas possible de faire du diphering, c'est potentiellement  gênant. Mais j'admet que c'est pas mal par habitude aussi que je fait les dark, surtout s'il y a un filtre type médian (pas toujours possible attention). En spectro on peut faire des poses de 15 mn à une heure, et le bougre de signal thermique peut commencer à piointer 

 

Les dark c'est pour moi au moins 10 poses de très longues poses pour réduire le bruit de lecture  dans le noir maitre. Souvent la soustraction ce fait avec un coefficient plus petit que 1, ce qui est encore plus bénéfique. Mais on est sur des manips un peu spécifique. Le bruit télégraphique (RTS) est clairement le bruit le plus gênant en CMOS, même si on devine des progrès.

 

Pour le gain, on gagne un peu en bruit de lecture, mais pour bien l'apprécier il faut comme dit précédemment travailler à très bas signal ou avec des poses très brèves,  où le signal est très faible à cause de cela. Mais il y a un intéret à pousser le gain (disons 100, 150, dans le référentiel ZWO)  : le bruit est si faible, surtout si on fait du filtrage médian optimal pour gommer le bruit télégraphique, que sa valeur est inférieure au pas de quantification, et là on perd en détection. Il faut monter le gain pour qu'il sorte du pas de quantification, sinon on se paye le bruit de quantification, non linéaire et pas beau (sorte d'aplat).

 

Christian

[alx 103]

il y a 27 minutes, cbuil a dit :

Le bruit télégraphique (RTS) est clairement le bruit le plus gênant

Le bruit télégraphique dépend-il de la température ?

[exaxe17 5 758]

Il y a 6 heures, alx a dit :

Le bruit télégraphique dépend-il de la température ?

la température a un impact sur le bruit télégraphique, mais inversement proportionnel : plus la température est élevée, moins le bruit est important. Cela s’explique par le fait que la température augmente l’énergie thermique des électrons, ce qui facilite le dépiégeage des charges dans les défauts de l’oxyde.

liens sur l'article:

https://ieeexplore.ieee.org/document/8383801

[jldauvergne 15 123]

Quelqu'un peut définir le bruit télégraphique ? 
Qu'est ce qui le distingue d'un bruit de lecture ? 

 

il y a 47 minutes, exaxe17 a dit :

Cela s’explique par le fait que la température augmente l’énergie thermique des électrons, ce qui facilite le dépiégeage des charges dans les défauts de l’oxyde.

Il y a un truc qui je ne pige pas. Si ce problème est moindre et que le dark est devenu négligeable, pourquoi les fabricants nous vendent encore des caméras refroidies ? Quel est l'intérêt de refroidir ?  

Est ce que réguler la température du capteur a encore un intérêt ? 

[PETIT OURS 24 657]

à l’instant, jldauvergne a dit :

Il y a un truc qui je ne pige pas.

toi aussi , ...?

[Jean-Marc_M 941]

Le 11/01/2024 à 15:10, frédogoto a dit :

donc le processus actualisé du traitement, c'est  (Images - Bias) / (flat -bias) 

Vu que ça fonctionne bien pour le masterflat, on pourrait donc utiliser un bias synthétique pour calibrer les lights ?

[alx 103]

Il y a 1 heure, jldauvergne a dit :

Quelqu'un peut définir le bruit télégraphique ? 
Qu'est ce qui le distingue d'un bruit de lecture ? 

 

Tu en a un exemple dans l'une des deux figures que j'ai publiées plus haut. 

C'est la statistique d'un signal  qui prend successivement et de manière non prédictible sa valeur dans un ensemble fini de valeurs possibles.  

 

Dans le cas de nos caméras CMOS, c'est dû à des phénomènes de microphysique dans les oxydes constituants les transistors MOSFET des photosites individuels.  Et le résultat est une certaine proportion de pixels qui affichent des valeurs oscillant entre plusieurs niveaux (en général 2 ou 3 et pouvant être très différents), dont la valeur moyenne en particulier n'est pas significative.

C'est très différent d'un bruit thermique (statistique de Gauss) dont la valeur moyenne et l'écart-type sont bien définis et permettent de modéliser ce bruit. 

 

Par exemple dans l'exemple de mon graphique, le pixel étudié devrait (comme les autres) avoir une valeur de 80 +/- 1 correspondant à la valeur d'offset que j'ai fixé pour cette acquisition de signal d'obscurité de ma caméra ASI533. Or il oscille entre trois valeurs très différentes d'une image à l'autre, qui ne permettrait aucune correction suivant la méthode classique ''signal - dark".

Evidemment, ici c'est un 'dark' qui est pollué, mais ça peut tout aussi bien être un 'light'. La proportion de pixels touchés (sur la caméra ASI533) est de l'ordre de quelques dix-millièmes (cela en fait quand même quelques milliers sur cette caméra 3008x3008).

Et contrairement aux pixels ''chauds'' des CCDs, le pixels touchés ne semblent pas reproductibles d'une acquisition à l'autre. 

 

Il y a 1 heure, jldauvergne a dit :

Il y a un truc qui je ne pige pas. Si ce problème est moindre et que le dark est devenu négligeable, pourquoi les fabricants nous vendent encore des caméras refroidies ? Quel est l'intérêt de refroidir ?

 

C'est bien la question que je me pose depuis que j'ai commencé à utiliser cette caméra ASI533.

 

Le bruit de lecture d'origine thermique est devenu entièrement négligeable  (sauf dans le cas de poses cohérentes très longues, ou de SNR très faibles) et semble être le seul à dépendre significativement de la température. La composante ''télégraphe" ne semble pouvoir être corrigée que par un traitement approprié des images qui ne dépend pas de l'acquisition d'un signal de référence. 

 

Dans le cas particulier du planétaire, je pense qu'on peut d'ores et déjà conclure que ça ne sert à rien de refroidir.

 

Modifié 13 janvier par alx

[Thierry Legault 5 808]

Il y a 19 heures, Superfulgur a dit :

Il y a 19 heures, Thierry Legault a dit :

Sur un APN, si tu multiplies les iso par 2, ça multiplie par 2 le signal et le bruit photonique, donc ça ne change rien à son RSB

 

Je tique à chaque fois que je te lis écrire ça.

 

Bah évidemment, si tu ne retiens que le début de la phrase et pas la suite où je parle du bruit de lecture, ça change (un peu) les choses ! 

 

(faut que je pense à sauvegarder cette explication pour la prochaine fois, vu que ça revient régulièrement )

 

On va prendre un cas simple, au hasard un Nikon Z8, on va regarder son bruit de lecture :

 

http://www.photonstophotos.net/Charts/RN_e.htm#Nikon Z 8_14

 

Et on va prendre plusieurs photos (en raw évidemment, en jpeg le raisonnement n'est plus du tout le même), sans changer les paramètre sauf les iso :

 

- photo A, 100 iso

 

- photo B, pareil mais 200 iso. Ce réglage n'est pas une baguette magique qui augmente le diamètre du télescope, on est d'accord ? La quantité de lumière qu'a reçue le capteur est la même, on est d'accord ? Le bruit de lecture n'a pas changé entre les photos A et B, on est d'accord ? Donc qu'est-ce qu'on a gagné ? Rien du tout. On a même perdu en dynamique, et plus d'étoiles vont saturer.

 

Alors oui, l'image B paraît plus brillante à l'écran. La belle affaire ! Si on développe l'image A (dans photoshop ou autre) avec un réglage d'expo à +1 et qu'on la compare avec l'image B développée à expo 0, que va-t-on constater de nos petits yeux ébahis ? Qu'elles sont identiques : même signal, même bruit !  (sauf que A a une plus grande dynamique, donc avantage à A). A 200 iso l'appareil a "doublé" le signal, mais c'est une opération arithmétique, pas physique. On peut faire la même chose au développement.

 

- photo C, 400 iso : même raisonnement, pas d'intérêt par rapport à A et nouvelle perte de dynamique

 

- photo D, 800 iso : alors là, le bruit de lecture a subitement chuté (à partir de 500 iso), donc on gagne non pas sur la lumière recueillie mais sur le bruit de lecture, ça peut être utile

 

- photo E, 1600 iso : quasiment pas de changement par rapport à 800 iso, donc pas de bénéfice (et nouvelle perte de dynamique)

 

Dit autrement : le bon réglage en ciel profond avec un Z8 c'est 500 iso. Au-delà, ça ne sert à rien, on gagne peanuts en bruit de lecture et on perd de la dynamique.

 

La plupart des APN récents ont maintenant ce comportement : une ou plusieurs chutes brutales du bruit de lecture puis stabilisation. Avec un D4 c'est un peu différent, le bruit de lecture descend beaucoup plus graduellement et c'est plus difficile de définir une limite précise, là je dirais plutôt 3200 ou 6400. D'autant que c'est un appareil qui est maintenant un peu has-been en termes de bruit de lecture (plus de 2 électrons). Mais bon, si le fond de clel est élevé, ça ne va pas changer fondamentalement les choses. Dans tous les cas, LE paramètre fondamental c'est le temps de pose total, le réglage iso est souvent une problématique assez secondaire (sauf si on va chercher des signaux faibles dans un fond de ciel très sombre).

 

https://www.photonstophotos.net/Charts/RN_e.htm#Nikon D4_14

 

Modifié 13 janvier par Thierry Legault

[Superfulgur 16 105]

il y a 52 minutes, Thierry Legault a dit :

Avec un D4 c'est un peu différent, le bruit de lecture descend beaucoup plus graduellement et c'est plus difficile de définir une limite précise, là je dirais plutôt 3200 ou 6400. D'autant que c'est un appareil qui est maintenant un peu has-been en termes de bruit de lecture (plus de 2 électrons). Mais bon, si le fond de clel est élevé, ça ne va pas changer fondamentalement les choses. Dans tous les cas, LE paramètre fondamental c'est le temps de pose total, le réglage iso est souvent une problématique assez secondaire (sauf si on va chercher des signaux faibles dans un fond de ciel très sombre).

 

Merci !!!

En fait je pensais évidemment à mon Nikon D810 A, avec lequel je photographie le ciel profond.

S

[Thierry Legault 5 808]

il y a 30 minutes, Superfulgur a dit :

En fait je pensais évidemment à mon Nikon D810 A, avec lequel je photographie le ciel profond.

 

Là aussi, on est dans le has-been côté bruit de lecture (mais ça n'en fait pas un mauvais appareil pour autant)

https://www.photonstophotos.net/Charts/RN_e.htm#Nikon D810A_14

 

Au-delà de 2500 iso, il semble qu'il y a de la bidouille genre lissage de bruit, ce qui n'est jamais très heureux en raw. Faut voir sur pièces ce qu'on y gagne et ce qu'on y perd (en comparant par exemple une photo prise à 2500 en développement +2 et à 10000 en développement 0)

 

Modifié 13 janvier par Thierry Legault

[dd 239]

Merci Thierry,

Cela me conforte dans mon idée que je n'ai jamais compris pourquoi les fabricants continuaient à parler "d'ISOs" sur les appareils numériques.
Ils auraient tout aussi bien pu écrire: Gain X1, X2, X5, X10, etc.... cela serait plus parlant pour un béotien.

Pour moi les ISO sont plutôt liés à la chimie argentiques, non ?

[Thierry Legault 5 808]

Il y a 10 heures, dd a dit :

Cela me conforte dans mon idée que je n'ai jamais compris pourquoi les fabricants continuaient à parler "d'ISOs" sur les appareils numériques.
Ils auraient tout aussi bien pu écrire: Gain X1, X2, X5, X10, etc.... cela serait plus parlant pour un béotien.

Pour moi les ISO sont plutôt liés à la chimie argentiques, non ?

 

la notion a été étendue au numérique, en incluant la chaîne d'amplification : https://fr.wikipedia.org/wiki/Sensibilité_ISO#Photographie_numérique

 

Quand on raccroche la notion de sensibilité au rendement quantique ça peut surprendre effectivement, mais il y a quand même une certaine similitude pour le photographe lambda (qui du coup n'est pas dépaysé) : quand on monte en iso on peut raccourcir le temps de pose (ce qui est faux en astro CP mais vrai en photo ordinaire), au prix de plus de "grain" (bruit). D'ailleurs au temps de l'argentique on pouvait "pousser" certains films au développement (par ex pousser un 400 iso à 800 ou 1600) en acceptant une montée du grain, ce qui est finalement assez proche de ce qui se passe avec les amplis en numérique.

 

Modifié 14 janvier par Thierry Legault

[maire 252]

FujiFilm XT20 pas mal à 800 ISO il semblerait

[apricot 1 430]

Le 11/01/2024 à 15:10, frédogoto a dit :

Pour les nouveaux capteurs nouvelle génération (imx 533 571 2600 2400 etc)

[...]

le processus actualisé du traitement, c'est  (Images - Bias) / (flat -bias)

 

Avec des images d'une ASI 2600MC régulée à -10°C ,un petit test de prétraitement "classique" (dark bias) versus bias only (prétraitement Piginsight, 30 bias et darks)

 

 

La différence est est complètement négligeable (la division des deux images est plate, ou quasi).

 

Pour de l'imagerie standard, les darks sont inutiles, les bias font le boulot. Merci Frédogoto !

Jean-Philippe

Modifié 14 janvier par apricot

[Thierry Legault 5 808]

Il y a 2 heures, apricot a dit :

Pour de l'imagerie standard, les darks sont inutiles, les bias font le boulot. Merci Frédogoto !

 

Les bias sont inutiles aussi, un bias synthétique constant fait aussi bien l'affaire (et même mieux, vu qu'il ne contient aucun bruit de lecture)

 

[toyof 496]

Il y a 3 heures, apricot a dit :

les bias font le boulot

Et même un bias synthétique

 

il y a 21 minutes, Thierry Legault a dit :

Les bias sont inutiles aussi, un bias synthétique constant fait aussi bien l'affaire (et même mieux, vu qu'il ne contient aucun bruit de lecture)

Ah bah oui, moi, j'ai cru devancer le grand Thierry Legault 

Modifié 14 janvier par toyof

[frédogoto 2 006]

il y a une heure, Thierry Legault a dit :

 

Les bias sont inutiles aussi, un bias synthétique constant fait aussi bien l'affaire (et même mieux, vu qu'il ne contient aucun bruit de lecture)

 

en effet

mais je me pose la question sur ce bias ci-dessous (pile de 2048 bias) fait sur une vielle ccd est ce que ce principe est valable ?

[Thierry Legault 5 808]

Il y a 6 heures, frédogoto a dit :

mais je me pose la question sur ce bias ci-dessous (pile de 2048 bias) fait sur une vielle ccd est ce que ce principe est valable ?

 

absolument pas, il faut évidemment que l'offset/bias soit rigoureusement plat (au bruit de lecture près)

 

Sur ma STL11000, il fallait mêrme qu'il soit pris à même température que les images à corriger, car vu le temps de lecture long il s'y trouvait un gradient et des colonnes chaudes (dépendant de la température)

 

 

Modifié 15 janvier par Thierry Legault

[jldauvergne 15 123]

Le 13/01/2024 à 11:34, alx a dit :

Tu en a un exemple dans l'une des deux figures que j'ai publiées plus haut. 

C'est la statistique d'un signal  qui prend successivement et de manière non prédictible sa valeur dans un ensemble fini de valeurs possibles

Ok, j'ai vu l'exemple, mais personne n'a expliqué ce qui distinguerait ce bruit d'un bruit de lecture. 

 Je n'ai pas trop compris non plus le graph qui oscille entre 53 et 113. C'est pas du +/-1, et surtout, toutes les valeurs ne sont pas occupées à part égale.