CCD et bruit de lecture

[christian_d 3 163]

"...Alors même si on peut s'affranchir de poses unitaires très longues grace à la bonne performance du CCD en bruit de lecture, il n'en reste pas moins qu'additionner beaucoup d'images de faible temps de pose sans autoguidage provoquera des trames difficiles à effacer. Me trompe-je ?.."

Pour quelle raison aurait il de la trame avec de nombreuses poses ?
Je ne pense pas.

Christian

[Lucien 11 325]

N'oublions pas la quantification du signal non plus.

Supposons que je possède une réglette graduée en millimètres afin de mesurer la longueur d'un objet. La précision de lecture est d'un millimètre.

Si je mesure un objet de longueur 100mm, ce sera donc avec une incertitude de 1mm, soit de +/- un pour cent.

J'ai beau mesurer 50 fois l'objet, additionner et faire la moyenne des mesures, ça ne changera pas grand chose ! Tout au plus, je pourrais atteindre une précision de 1/2 mm et encore c'est discutable.

Par contre si je mesure un objet de 1000 mm, la précision sera toujours de 1mm, ce qui constituera un pour mille.

Les images posées plus longtemps ont une meilleure dynamique, sauf à saturer. Ce qui veut dire, des dégradés de gris ou de couleurs, plus fins et nuancés. En photographie classique, on appelle ça du modelé.
Les images seront plus naturelles donc plus jolies.

[christian_d 3 163]

Lucien

C'est le RSB du total des poses qui compte, et non le RSB d'une pose unitaire.
Comme dit plus haut dans certaines conditions il ne sert à rien de prolonger les poses. Je pratique de cette façon et j'obtiens des niveaux de détection (RSB) comparables aux images faites en longues poses unitaires. Bref il est préférable de saucissonner... Sauf à imager sous un ciel trés noir (situation de plus en plus rare...) ou en filtrage bande étroite, bien entendu.

Christian

[Bruno- 4 006]

Jpfar : très intéressant, ce comparatif ! C'est tout à fait l'idée que j'avais en tête^.

Peux-tu faire le calcul inverse, c'est-à-dire calculer le pourcentage du signal/bruit obtenu lorsqu'on remplace une pose de 4h par n poses de t minutes ? Je serais curieux de savoir ce que donneraient par exemple des poses de 30 secondes (pour se passer d'autoguidage et si on a une monture pas trop haut de gamme, je pense que c'est plutôt 30 secondes que 2 minutes). L'idée est que ce pourcentage sera nettement moins faible avec le bruit de lecture réduit, de sorte qu'il deviendra acceptable. (Si on atteint 50 %, je trouve que c'est pas mal, que c'est aussi simple de poser deux fois plus longtemps que de s'embêter avec le bazar de l'autoguidage. Quand le bruit de lecture est important on n'y coupe pas, mais avec seulement 3 e- peut-être qu'on pourra s'en passer ?)

[Tyco 11]

C'est marrant comme on peut se tromper ;-))

3e- de bruit de lecture, oui, mais pour des pixels de 20 µm².

C'est pas mieux qu'un bon vieux KAF1603ME pour des pixels de 81µm2 avec un bruit de lecture de 12 e-...

Les pixels du deuxième captant 4 fois plus de photons que le premier...

Dans les deux cas, le temps unitaire minimum sera donc le même.

Y a pas de progrès...

Tyco

[Tyco 11]

Non Lucien, Si tu fais 50 mesures et que ton erreur de mesure est strictement aléatoire, alors ta précision a augmentée : elle a augmentée de +/1 mm / Racine(50).

Dans ton exemple, par contre, il n'est pas sûr que ca soit strictement aléatoire : Il y a "l'humain" qui intervient ce qui n'est pas le cas des photons qui eux sont bien aléatoires. Une personne pourrait en effet faire une erreur systématique.

Tyco

[Lucien 11 325]

Tyco,

je comprennds bien ce que tu me dis à propos du bruit de photons qui est aléatoire (loi Poissonnienne).

Dans mon exemple au-dessus, il ne s'agissait pas du bruit de photons mais de l'imprécision de quantification du convertisseur anologique-digital au niveau du capteur CCD.
C'est lui qui transforme une charge électrique de chaque pixel en une valeur numérique avec un pas de quantification, résolution de 1 bit.

On pourrait simuler cet effet avec un pied à coulisse à affichage digital, donc sans interprétation de l'utilisateur, qui lit simplement les mesures de dimension.

Lucien

[Lucien 11 325]

C'est marrant comme on peut se tromper ;-))
3e- de bruit de lecture, oui, mais pour des pixels de 20 µm².
C'est pas mieux qu'un bon vieux KAF1603ME pour des pixels de 81µm2 avec un bruit de lecture de 12 e-...
Les pixels du deuxième captant 4 fois plus de photons que le premier...
Dans les deux cas, le temps unitaire minimum sera donc le même.
Y a pas de progrès...
Tyco

Tout à fait d'accord Tyco. C'est tout le problème lorsqu'on prend isolement un paramètre pour en tirer une conclusion.
Un gros camion consomme beaucoup moins qu'une voiture par tonne de charge transportée ! Mais bon, comparaison n'est pas raison non plus.

[Tyco 11]

Justement Lucien :

Tu prends par exemple un bon convertisseur analogique/numérique (CAN) 12 bits, avec un niveau de bruit légèrement supérieur au pas de quantification. (Généralement un bon CAN a un écart type de bruit de l'ordre de 1 quantum).

Tu fais 16 mesures avec lui et fait la moyenne en gardant les chiffres derrières la virgule. Tu obtiens grosso modo* un CAN 16 bits...

On y gagnerait rien à passer sur 16 bits ? Et ben non si le niveau de bruit est le même entre les deux convertisseurs. Mais généralement (ou disons, normalement), un CAN 16 bits aura un meilleur niveau de bruit que le 12 bits... sauf que :

Ce truc a toujours laissé un bonne place au marketing ; On affiche un super convertisseur 24 bits, mais en fait le niveau de bruit des circuits qui sont devant ne tient pas la route ! Mais bon, sur le papier ca marche bien et c'est très convaincant ;-)))

*Il y a d'autres paramètres techniques qui interviennent comme la DNL et l'INL.

Tyco

[Bruno- 4 006]

Tyco : « Dans les deux cas, le temps unitaire minimum sera donc le même. Y a pas de progrès... »

Il n'y a pas de progrès si on compare cette caméra avec une autre caméra sur un même télescope. Mais il y a bel et bien un progrès si on compare cette caméra avec une autre caméra sur, chacune, un télescope adaptée à la taille des pixels (par exemple si on compare à échantillonnage égal).

[Tyco 11]

Oui mais tu trucques un peu la comparaison : tu compares avec des télescopes différents qui n'ont pas les même caractéristiques. Il s'agissait pour moi de comparer deux CCD, pas deux setups...

Deux possibilités à échantillonnage égal :

à diamètre constant : le KAF1603 utilise un télescope avec un rapport F/D deux fois plus important -> alors oui puisque le télescope est 4 fois moins rapide.

à F/D constant, je trouve ca plus juste -> Le KAF1603 utilise alors un télescope au diamètre deux fois plus grand et on se retrouve à égalité.

A la base, je réagissais sur le besoin de l'autoguidage : il reste le même que par rapport aux vieux capteurs...

Tyco

[Lucien 11 325]

Tu prends par exemple un bon convertisseur analogique/numérique (CAN) 12 bits, avec un niveau de bruit légèrement supérieur au pas de quantification. (Généralement un bon CAN a un écart type de bruit de l'ordre de 1 quantum).

Tu fais 16 mesures avec lui et fait la moyenne en gardant les chiffres derrières la virgule. Tu obtiens grosso modo* un CAN 16 bits...
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Tyco,
entre un convertisseur 12 bits et un de 16 bits il y a un écart de résolution de 16 et non de 4. Et il faudrait 16*16 poses, soit 256 poses pour arriver à la résolution du 16 bits !
Ceci est exact si l'on mesure un signal aléatoire dont l'écart type est nettement supérieur à la résolution du convertisseur 12 bits.
Dans le cas contraire, rien de plus faible ne pourra remplacer la résolution du 16 bits.

Bon, je vais tenter maintenant tenter de mettre Saturne dans la boîte.
Bonne soirée les amis !

[jpfar 0]

Bruno,

Toujours pour comparer à une pose unique de 4h ,en gardant les mêmes paramètres de flux pour le ciel et pour l'objet, pour 480 poses de 30s cumulées soit 4h de poses.

Bruit de lecture de 3e- RMS : le RSB final atteint 87% du RSB d'une pose unique de 4h.

Bruit de lecture de 10e- RMS: le RSB final atteint 47% du RSB d'une pose unique de 4h.

Attention tout de meme a ces chiffres qui peuvent paraitre convainquants. il faut garder à l'esprit que ces résultats ne prennent en compte que le bruit de lecture, à l'exclusion de tous les autres bruits (electroniques, electromagnétiques etc) que peut contenir une image d'offset et qui viendront s'ajouter au bruit total, en réduisant le RSB final.

on voit bien qu'un ecart de bruit de 7e- fait baisser quasiment le RSB de moitie, alors que pour un pose de 14mn par exemple, la baisse ne serait que de 5%

Ma conclusion c'est que en théorie c'est jouable, mais en pratique ça doit pas etre évident pour des poses de 30s.

Bonne nuit
Jean-Patrick

[Bruno- 4 006]

Tyco : « Oui mais tu trucques un peu la comparaison : tu compares avec des télescopes différents qui n'ont pas les même caractéristiques. Il s'agissait pour moi de comparer deux CCD, pas deux setups... »

Si ton but est de faire de la comparaison de caméras CCD, tu as raison.

Mais si le but est de faire de l'imagerie, il est évident qu'il *faut* choisir un télescope adapté à la caméra. Dans ce cas j'ai raison.

----
J.-P. : merci pour ces nouvelles données. Ça semble effectivement indiquer qu'il est possible de se passer d'autoguidage. Le fait de ne pas avoir pris en compte les autres bruits n'infirme pas ces résultats puisque les autres bruits ne dépendent pas du fractionnement des poses (ils sont identiques dans les deux cas).

[christian_d 3 163]

Salut Bruno

Les poses courtes de 30 secondes fonctionnent bien voici encore un exemple puisé sur le forum voisin, C8 à F6.3 sans guidage, APN et une centaine de poses de 30 secondes.... pas plus bruitée qu'une image avec des unitaires plus longues ! On détecte magnitude 18.5 sur cette image (auteur : Philastro)

Bon, c'est un exemple

Christian

[Ce message a été modifié par christian_d (Édité le 17-04-2011).]

[jpfar 0]

En théorie c'est jouable, en pratique ça l'est aussi apparemment, au moins sur les galaxies

Bon ciel
Jean-Patrick

[christian_d 3 163]

C'est vrai que sur de la nébuleuse diffuse ou en narrow band il est préférable de s'abstenir..

Christian

[christian_d 3 163]

Une autre image pour les plus incrédules ..

130 X 20 secondes au DSI pro II (équipé de l'ICX429 qui n'est pas forcément un bon exemple pour le bruit de lecture..) et un newton de 200 ouvert à F4 :

Philippe ("maitre Rhuban" sur WA), auteur de cette image, travaille toujours de cette façon avec son petit capteur. Il detecte couramment magnitude 20 à 21 en moins de 60 mn de pose cumulées !

Christian

[Bruno- 4 006]

Merci Christian pour ces exemples !

Cela dit je ne vois pas pourquoi ce serait plus compliqué avec les nébuleuse qu'avec les galaxies.

(Je me pose toutes ces questions parce que je me suis toujours dit que je ne reviendrai à l'imagerie que quand ce sera moins l'usine à gaz. Là, si on peut se passer d'autoguidage - à condition de choisir le télescope en fonction de la caméra CCD bien sûr - c'est déjà une étape en moins. (Resterait à se passer de l'ordinateur...)

[christian_d 3 163]

Bruno, il te faudra un minimum de sensibilité avec le capteur pour faire des poses de 15 à 20 secondes...

J'avais vu également des images du CP tout à fait étonnantes réalisées avec un DMK41, capteur 1/2" non refroidi, poses d'une poignée de secondes également.
Mais je n'arrive pas à retrouver ce fil.

Christian

[jldauvergne 15 379]

Ca existe Bruno : un APN + un 50mm

[Bruno- 4 006]

Je sais bien qu'il y a les APN, mais je ne suis pas encore convaincu que ça vaut le coup par rapport à une caméra CCD. Peut-être parce que je n'ai jamais pratiqué. (Par exemple quel est le bruit de lecture d'un capteur d'APN ? Son bruit thermique ? On ne trouve jamais ces spécifications... D'ailleurs les astrophotographes qui utilisent des APN semblent tous avoir besoin d'autoguidage.)