Test solaire IMX035/ICX445/EV76C560

[chonum 989]

Bonjour à tous,

parallèlement aux mesures faites sur plateforme sur les caméras PointGrey Flea3 IMX035 et
IDS uEye 5240 E2V EV76C560 qui seront exposées samedi à Buthier lors des présentations AIP,
nous avons fait hier une sympathique sortie solaire avec des amis du centre d'Astro de St Michel
et en avons profité pour mettre ces nouvelles caméras en comparaison avec la Basler 1300 équipée
de l'ICX445 et que nous utilisons d'ordinaire en solaire. J'avais cravaché la veille sous visual
studio pour avoir le support de l'IDS dans Genika Trigger à temps !

Le protocole pour la comparaison est le suivant et est un peu différent pour le capteur E2V puisqu'il dispose de photosites plus grands (5,3µm):

B1300 et Flea3 :
- Exposition 2 ms sur solarmax 60 DS
- Gain au minimum mais suffisant pour occuper l'histogramme
- 12 bits / Gamma 1
- débit 30 fps pour la Basler et seulement 15 pour la Flea3 ici connectée en USB2
(elle délivre 60 fps en USB3 en 12 bits).

uEye :
- idem mais utilisation d'une barlow x2
- Capture en global shutter et rolling shutter, l'une des particularité de ce capteur
étant de pouvoir utiliser les deux modes. La différence est le bruit de lecture qui est
doublé en global shutter.
- Pixel clock maximale, débit 30 fps.

1000 images sont prises, 700 retenues dans Registax 6.
Les ondelettes sont le but du test puisque ce sont elles qui révèlent les horreurs en tapant dans le rapport S/B.
Elles sont identiques et plutôt softs pour les Flea3 et B1300, un peu différentes pour la uEye.

Les images de la uEye présentent une meilleure résolution que les autres : c'est normal car elle
est plus proche de l'échantillonnage optimal pour cet instrument. Les images faites avec la Basler
et la Flea sont sous échantillonnées d'un facteur 2 (2,14"/pixel pour une résolution optique de 2").

Les brutes de stacking sont téléchargeables ici si vous souhaitez vous faire quelques essais d'ondelettes :

Basler 1300 ICX445 : http://airylab.com/contenu/images-basler/Test_solaire_capteurs/Basler_1300.png

Flea3 IMX035 : http://airylab.com/contenu/images-basler/Test_solaire_capteurs/PGR.png

IDS uEye E2V :

Global shutter : http://airylab.com/contenu/images-basler/Test_solaire_capteurs/uEYE_Global.png

Rolling shutter : http://airylab.com/contenu/images-basler/Test_solaire_capteurs/uEye_Rolling.png

Pour résumer voici une image zoomée et non compressée sur les différents capteurs :

Résultat Basler 1300

Pas grand chose à dire, ce capteur est largement utilisé par les imageurs solaires et délivrent de bonnes images très propres. Seul manque un

peu de dynamique quand on le compare à son grand frère ICX285 mais coté rapport perf/prix il est exceptionnel.

Résultat PGR flea3

C'est le second test que je fais en solaire. La première image n'était même pas montrable : la gestion du gamma n'est pas la même chez PGR et un gamma de 0,6 comme je l'utilise d'habitude en solaire donnait un résultat catastrophique.
On voit immédiatement deux choses :
- le capteur est moins sensible que l'ICX, ce que confirme les mesures de plateforme (gain supérieur à temps de pose identique)
- la dynamique est faiblarde. A ce niveau de gain l'IMX035 ne présente plus que 3000e- de capacité dans les puits de potentiel
- le bruit perçu est important ce qui contredit les mesures qui donnent en gros 6e- de bruit de lecture à ce niveau de gain. Mais nous verrons pourquoi avec le capteur E2V

Résultat E2V

Le capteur était prometteur et il tient une partie de ses promesses

- la dynamique est proche de l'ICX445. Malgré une belle capacité de 17 à 20Ke- il pêche un peu par son bruit de lecture
- la sensibilité est vraiment plus importante que celle du CCD Sony. Les acquisitions sur le ciel confirment les mesures de lab
- j'ai été très très surpris de voir que les images en mode global shutter sont meilleures que celle en rolling et ce malgré un bruit de lecture doublé qui dépasse les 20 e- !! Je m'attendais à l'inverse et j'ai dû vérifier les noms de fichiers à deux fois.

Quand on regarde de près l'image en mode rolling, on voit que ce qui paraît être du bruit
n'est pas vraiment du bruit mais plutôt une dispersion des détails probablement accentuée
par le stacking et les ondelettets.
Pour moi cette éparpillement n'a pas d'autre cause possible que le mode de lecture en rolling
shutter puisque c'est la seule différence significative entre les deux images prises avec la caméra E2V
Ceci explique aussi peut être le résultat faible optenu avec l'IMX035 qui devrait présenter
un bruit très contenu et qui noie au final détails et dynamique dans une bouillie de pixels.

Je vous laisse faire votre conclusion mais pour moi l'IMX035 n'apporte rien aux capteurs actuels,
au contraire. Ces seuls avantages sont une intégration plus facile qui profite surtout au fabricant
de caméras et un débit d'image potentiellement élevé (60 fps en 12 bits, 120 fps en 8 bits,
testé en USB3). Il faudra attendre les Exmor R pour voir mieux.

En revanche le capteur d'E2V mérite plus de tests. Il est grand (1/1,8"), pas délirant coté
tarif et offre des possibilités intéressantes (choix de la vitesse de lecture du capteur et
choix rolling/global shutter).
Si le CMOSIS se révèle au final une sorte de super E2V (moins sensible mais un bruit de lecture
de moins de 13e- en global shutter à 50fps et encore plus grand avec 4 Mpix sur 1" de diagonale)
il sera une vraie évolution de l'offre actuelle. En attendant, les ICX reste encore un peu en tête.

Une autre conclusion importante de ce test est de montrer que l'utilisation d'un rolling shutter
n'est pas gratuit sur le résultat.

Frédéric Jabet / Airylab.

[Ce message a été modifié par chonum (Édité le 12-03-2012).]

[ms 303]

Il te manque que l'ICX674, CMOSIS CMV 2000 & 4000 pour que le test soit complet.

[chonum 989]

Le CMOSIS courant avril j'espère.
Le Sony c'est pas prévu mais je ne me fais pas trop de soucis à son endroit

[riklaunim 0]

Nice results. I did shoot Moon in rolling/global on very short exposures with lowest gain and it was hard to find a difference (but the seeing was very very good). At 40ms + max gain + gain boost there was some noise (vertical like) - needed to shoot through 950 nm narrowband filter

My latest pics are here:
- http://www.rkblog.rk.edu.pl/astro/my_astro_images/show/slonce-08032012/
- http://www.rkblog.rk.edu.pl/astro/my_astro_images/show/ksiezyc-08032012/

Ximea may send me their two cams (e2v + CMOSIS) if they will find anything free from the batch that they are making now. Their API supports HDR for e2v CMOS, but not for CMOSIS (yet). They may be cheaper... but they seems to be hard to get due to that too :P

[Ce message a �t� modifi� par riklaunim (�dit� le 12-03-2012).]

[Ce message a été modifié par riklaunim (Édité le 12-03-2012).]

[jerome anduze 0]

salut fred

Merci pour le test, Pour l'instant Je garde ma 1300 !!!

[chonum 989]

Une petite photo prise par Olivier de nos jouets pour cette session solaire

[frédogoto 1590]

hey mais c'est a saint Jurs ! ? ! c'est Lantha que je vois à gauche ?

[chonum 989]

Oui à St Jurs
Il y avait Micka, Olivier et Madame, moi même et Madame