Une caméra planétaire à 100 000 ISO

[Lucien 11 292]

Bonjour,

Bon, ce ne sera pas le buzz de l'été néanmoins j'étais intrigué par les utilisateurs de la nouvelle caméra rapide ZWO ASI224MC.
La plupart rapportent une sensibilité très élevée pour ce modèle.

La sensibilité est un terme à définir car souvent, on la confond avec la sensibilité ISO, bien connue et affichable sur nos appareils photo numériques.

A l'inverse, sur nos caméras planétaires ce chiffre n'est jamais affiché.
Et sur les caméras ciel-profond, souvent il n'y a pas de réglage.
Mais ça, c'est un autre propos.

De toute façon, cette sensibilité n'est qu'un réglage de Gain électronique à ne pas la confondre avec le rendement quantique autrement plus intéressant à connaitre.

Bref, avant un test plus complet de la bête, j'ai chiffré la sensibilité ISO de la ZWO ASI224MC qui possède un capteur couleur.

Pour ce faire, munie d'un filtre anti-UVIR, j'ai comparé les niveaux obtenus sur une charte de gris :
elle et un APN CANON 40D en utilisant le même objectif et le même diaphragme.
Ce dernier est d’ailleurs un peu optimiste sur ce point

Ce n'est pas une méthode d'une grande précision mais ça permet de fixer les ordres de grandeur à +/-20% de précision estimée.
Sinon il faut sortir un luxmètre et la boite à lumière à tonton...

L'ASI224MC affiche un réglage de Gain dans une plage de 0 à 600.
En fait, il s'agit d'un affichage logarithmique du Gain comme :

Gain affiché = 200 x ( Log10( GainISO / 100 ) ).

Simplement dit :
0 affiché c'est 100 ISO (la base du Gain, du moins)
200 c'est 1000 ISO
400 c'est 10 000 ISO
600 c'est 100 000 ISO (cent mille).

Ainsi, le Gain double tous les 60 affichés en écart.
Passer de 200 à 260, c'est passer de 1000 à 2000 ISO.

Voici à l'échelle 100% et avec une portion de l'image seulement.
Aucun réglage n'est fait après acquisition bien sûr. La prise de vue était faire en mode RGB24 directement.

Bref, on voit que le signal se tient jusqu'au Gain de 400 (10 000 ISO) et sera très utilisable pour nos empilements planétaires.

Au Gain de 600 (100 000 ISO), c'est très abimé dans les nuances.
Je n'oserai pas utiliser cette valeur extrême.

Même en procédant à des empilages de un milliard d'images on ne récupérera rien de plus.
J'ai bien tenté et pour perdre du temps.

Le bruit de lecture que l'on ajoute souvent aux autres de façon quadratique n'est pas un bruit aléatoire.
Cette façon de calculer est une approximation valable pour peu d'images seulement.
Il y a une limite optimale (floue) d'images à ajouter si le bruit de lecture passe par là ce qui est toujours le cas.
Et ce n'est pas productif d'empiler et d’empiler des images supplémentaires.
On va tenter prochainement d'établir cette limite pour chaque valeur de Gain de la petite dernière arrivée.
Mince, encore du boulot.

Pour en revenir au sujet.
Si l'on compare avec l'ASI174MM monochrome qui possède une plage de réglage de Gain de 0 à 400 seulement(!) :
La sensibilité équivalente ISO est plutôt de 130 à 13 000 ISO.
Ce qui pourrait faire dire qu'elle est moins sensible, ce que l'on ne dira pas !

Comparatif à suivre pour ces deux planétaires.
On peut dire surtout que Sony à fait un travail extraordinaire avec des pixels minuscules de seulement 3.75µm.

Remarques et critiques sont les bienvenues.
Bonne journée,

Lucien

[PETIT OURS 24 652]

Salut
Encore une bonne nouvelle , merci Lucien
À bientôt

G

[ALAING 58 890]

Très belles photos Lucien.
Une grosse préférence pour les 2 premières.
La 3ème est assez bruitée et la dernière est franchement horrible

Bon, on voit que la météo n'est pas de la partie dans la région lyonnaise.
Je me demande toujours comment tu trouves le temps de faire tous ces tests, très interessants au demeurant.
Moi qui n'arrive jamais à faire tout ce que je voudrais.
Bonne semaine cher Lucien et au plaisir,
Amitiés,
AG

[christian viladrich 7 672]

Salut Lucien,

Je ne sais pas trop si c'est vraiment intéressant de parler encore de sensibilité en ISO à l'époque de l'argentique. Çà brouille les pistes plutôt que de faire avancer la compréhension il me semble ?

De mémoire, en argentique, la sensibilité se mesurait à partir de la quantité d'énergie que le film devait recevoir pour avoir une densité de 0.6 au-dessus du voile de fond.
Bon ... en numérique, il n'y a pas de voile de fond, et encore moins de densité, mais des ADU ;-)
Ne pourrait-on pas abandonner une fois pour toutes les ISO ?
Ne serait pas plus intéressant de parler de bruit de lecture ? 1 à 2- pour l'IMX 224 ? De rapport S/B ? De bruit de quantification ?

Tu dis qu'à partir d'un moment il ne serait plus utile d'empiler les images. Tu penses au bruit de quantification ? Christian Buil parlait aussi sur un autre post du bruit de lecture du A7s qui était un peu bizarre. Certainement un truc à creuser.

Bon, je dis ça, mais je suis en mode fainéant en ce moment ... faudrait que je me lance à mon tour dans quelques mesures sur l'IMX174 ;-)

[Ce message a été modifié par christian viladrich (Édité le 09-08-2015).]

[Lucien 11 292]

Salut Christian,

Il y a plusieurs systèmes de correspondance précise entre la sensibilité ISO, un flux lumineux et des ADU, même si au départ ce n'était pas défini ainsi du temps de l'argentique.

Autrement dit, même si la sensibilité ISO n'est pas une unité de mesure du système standard, on peux lui associer une valeur équivalente de lux.seconde pour un nombre d'ADU donné en 8 bits.

L'avantage des ISO est surtout pédagogique ici, j'en conviens.

Pour ce qui est de l'empilement des images et bien on ne peut en empiler à l'infini pour vouloir toujours gagner en information.
On en reparlera dans un post adéquat.

Sous un certain seuil de qualité de signal, plus rien ne sert d'empiler : que des 'erreurs' !

Lucien

[christian viladrich 7 672]

Salut Lucien
Pour les ISO, j'imagine que l'on fait le lien par le S/B ? Un niveau d'ADU n'a pas trop de sens en soit s'il n'est pas associé à un niveau de S/B. Je n'ai pas regardé la littérature à ce sujet étant sur d'autres trucs en ce moment. Il faudra que je m'y penche un jour ;-)

Pour l'addition, c'est une question de qualité du signal ou de qualité du bruit ? Je mets de côté l'aspect seeing qui compliquerait tout bien sûr. Mais je sens que nous va nous régaler d'un post dont tu as le secret là-dessus prochainement :-)

[Lucien 11 292]

Il n'y a pas de notion de qualité du signal dans la définition même 'moderne' de l'ISO.

En gros l'ISO c'est :
telle exposition lumineuse (lux.seconde) va produire tant d'ADU en 8 bits.

C'est fait au départ (ASA et DIN puis ISO), pour bien exposer et de façon reproductible.

Si je pose bien à F8 1/25" 125ISO avec mon Caninon, tu exposeras théoriquement à l'identique avec ton Pentolympe et ces mêmes réglages.

En astronomie c'est surtout chacun pour soi, côté exposition.

Lucien

[Lucien 11 292]

Merci de la visite GG !

Bonsoir Alain !
Tu as parfaitement raison pour la météo à Lyon.
Concernant le temps que je prends à faire ces tests et autres petits travaux et bien j'ai la malchance le peu dormir.
Bonne semaine Alain.

Lucien

[christian viladrich 7 672]

Ah OK, donc la définition n'est pas très intéressante si le but est de comparer la "sensibilité" de capteurs.
On compare des choux et des carottes puisque que l'on ne compare pas des images ayant le même rapport S/B. On peut faire varier comme on veut les ADU en jouant sur le gain (on pourrait le faire aussi au traitement si on mets de côté les questions de bruit de quantification ... ).

Mais je comprends que si on mesure au luxmètre un flux lumineux et que l'on choisi une "sensibilité" en ISO, alors on peut à partir de cette information déterminer le couple diaph / vitesse qui va bien pour obtenir une image "bien posée" (autrement dit entre 0 et 255 ADU). La notion garde donc un intérêt opérationnel :-)

[Lucien 11 292]

Oui Christian,
c'est tout à fait ça.

En astrophotographie, il y a peu d’intérêt à raisonner en ISO, d'autant que la courbe de réponse hors visible peu compliquer la chose.

Un conséquence est que l'affichage du Gain des caméras qui possèdent ce réglage est disons, 'arbitraire et non comparable'.

Une idée serait au moins un affichage en décibels avec 0 (1X) comme départ.

Bonne nuit Christian,

Lucien

[polo0258 38 433]

bonjour lucien ,et merci de faire ces comparatifs et de les partager!
polo

[Lucien 11 292]

Bonjour Polo et bon café au lait ?
Moi, j'ai éliminé le lait depuis longtemps.

Tiens en récupérant sur le site constructeur la courbe de l'évolution du bruit de lecture, il vient l'idée de la graduer en ISO.

Le bruit de lecture ne diminue plus, passé le Gain de 300 qui correspond à environ 3000 ISO.

Le constructeur n'a pas gradué jusqu'au Gain 600 de cette caméra.

Car le bruit de lecture ne change plus et peut-être aussi qu'il juge que ces Gains si élevés ne sont pas vraiment exploitables ?

Pour un usage astro, je vais tenter de rester dans la plage de Gain 300-400.

Il faudrait même caler le Gain à 300 si la turbulence le permet.
Car diminuer le Gain augmente le temps de pose.

Lucien

[-ms- 2]

Un petit essai de débruitage à l'aveugle (vite fait) de la trame à 10ms qui se rapproche de la trame à 100ms :

PS : la trame à 1ms débruitée se rapproche de la trame à 10ms.

En fait, il faudrait faire une partie des acquisitions à 1ms et une autre à 10ms pour mieux couvrir les hautes et basses fréquences.

[Lucien 11 292]

Ben, c'est peut-être un peu mieux comme débruiteur : Topaz Denoise.

Pour cette 10ms.

L'idée de réaliser des prises de vue avec des temps de pose variables en planétaire...je me demande si on peut en faire quelque chose.

Lucien

[-ms- 2]

quote:

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L'idée de réaliser des prises de vue avec des temps de pose variables en planétaire...je me demande si on peut en faire quelque chose.

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A 10ms c'est le flou qui domine et à 1ms ce sont les déformations. Les déformations sont plus faciles à contrôler même en présence de bruit. Le flou c'est une autre paire de manches d'où l'intérêt de ces poses moins bruitées qui permettent de modéliser le flou (variable d'une région à l'autre). D'une autre coté, il ne faut pas que les poses soient trop longues : 1ms pour figer la turbulence et 10ms pour modéliser le flou, ça semble correct.

Est-ce que Topaz Denoise travaille à l'aveugle ou via une belle IHM ?

[Lucien 11 292]

Topaz Denoise n'est pas un logiciel libre malheureusement.
Son IHM est très complète et je l'utilise en plug-in de Photoshop.

Lucien

[-ms- 2]

Ma trame débruitée c'est celle de dessous ... je vois pas trop de différence avec Topaz Denoise situé juste après ?

[Lucien 11 292]

En remontant les niveaux à l'identique :

Lucien

[-ms- 2]

Oui il manque de finition au niveau de la texture mais il n'est pas encore terminé.