Bruit de lecture, sensibilité, gain... questions !

[Roch 1 898]

Bonjour à tous

Ayant vaguement dans l'idée de m'acheter un nouvel imageur, je suis en plein processus de réflexion, et certaines choses sont encore floues pour moi en ce qui concerne les différentes mesures de bruit de lecture et de sensibilité. Aussi viens-je m'enquérir de vos lumières !

Ce qui me manque notamment c'est la correspondance entre le Gain des caméras CCD et la sensibilité ISO des APN, que je ne trouve nulle part. Pourtant, si je ne me trompe pas, il s'agit bien de la même chose, non ?
De même, étant pour l'instant sur un Appareil photo ( Sony NEX6 ) Je mesure le bruit avec la valeur Sigma donnée par IRIS sur un offset. Mais comment traduire cette valeur en e- comme je la vois souvent écrite sur les descriptifs de caméras CCD ?

Pour la petite explication, J'ai un setup sans autoguidage pour le moment, et je ne franchirai pas le pas avant un bon bout de temps pour la simple raison que je n'ai pas de voiture, je trimbale tout à pied donc, et je veux rester le plus léger possible
Avec mon Setup actuel, de là ou je shoote, si je fais des poses de 30 secondes, le bruit de fond de ciel est prédominant par rapport au bruit de lecture (dans des conditions moyennes). Donc, nul besoin de shooter plus longtemps. Mais le suivi n'est pas parfait avec ce temps de pose, dans l'idéal, il faudrait que je descende à 10 secondes pour profiter au maximum de mon échantillonnage actuel. Donc que je trouve un apn au bruit de lecture plus faible
Encore une fois, un changement de monture ou un passage à l'autoguidage est hors de question pour cause de poids supplémentaire Et empiler des dizaines de milliers d'images ne me fait pas spécialement peur

Bon cieux !

Romain

[olivdeso 1 860]

Il y a des solutions pour autoguider léger sans PC. Le Lacerta MGEN par exemple.

Pour connaitre le gain des APN, le mieux est de suivre la méthode de Christian Buil décrite sur son site.

Il a intégré cette fonction dans son logiciel ISIS. Il faut prendre une paire d'offsets, une paire de flats et une paire de darks (que tu pas peut être déjà) et rentrer ça dans ISIS en lui donnant une zone sans pixels chaud. Et tout est calculé automatiquement.

Oui le réglage iso est un réglage de gain analogique qu'on retrouve sur les CCD. Entre CMOS des APN et CCD des camera, c'est pas tout à fait la même techno. Le réglage est sur le capteur pour les CMOS, alors que pour les CCD, c'est une électronique annexe.

[jmr 122]

Romain, je suis exactement dans un contexte équivalent: Sony NEX-3N, Milieu urbain, monture AltAz qui me limite à des poses de 10s à 15s.
Je cherche à faire de la mesure pour de l'astrométrique ça marche bien, pour la photométrique c'est une autre affaire, disons que ça devient plus délicat quand on cherche une précision de 0.05mg voir 0.03mg, le 0.01mg me paraissant impossible à atteindre...car pour l'instant je suis à 0.15mg d'écart.

La manip est simple, on prend une étoile variable à différentes sensibilités ISO (400, 800, 1600) et on compare avec des étoiles avoisinantes et on constate... et théoriquement la mg devrait être la même mais non (dans mon cas)elle diminue c'est à dire que l'étoile est vue plus brillante à 1600iso qu'à 400iso, logique sous un certain point de vue, mais problématique en photométrie différentielle

Par exemple pour le même temps de pose, par quelle magie une étoile à 400 iso n'est pas saturée et la même à 1600iso le devient. Le capteur ayant reçu le même nombre de photons... le gain est-il à la lecture ou à l'acquisition ?

Bref je suis dans le brouillard

[Fred_76 647]

Pourquoi une étoile non saturée à 400 ISO se met à saturer à 1600 ISO ???

Mystère Mystère !!!

Et bien non. Il n'y a aucun mystère.

Les ISO sont juste une façon jargonisée d'appliquer un gain à une grandeur. La grandeur en question est le nombre d'électrons émis par la photodiode du capteur, donc sa tension de sortie.

La première étape est :

nombre de photons x Rendement du capteur = nombre d'électrons => tension de sortie capteur
Mais une photodiode ne peut pas recevoir un nombre infini d'électrons : quand le seau est plein, il déborde dans les drains qui entourent le capteur (CMOS) ou sur les capteurs voisins (CCD sans traitement antismearing/antiblooming). Dans ce cas l'étoile sature quelque soit le réglage ISO.

La seconde étape est l'application du gain :
tension de sortie capteur x gain = tension analogique de sortie de l'amplificateur

Là, à priori pas d'écrétage, les tuyaux sont assez gros pour s'adapter à toutes les tensions possibles.

La troisième étape va digitaliser la tension sur un nombre fini de niveaux, codés sur 12 ou 14, voire 16 bits, selon les boitiers.

tension analogique de sortie d'ampli => conversion digitale (aussi appelé ADU)
Ici, on voit que le nombre de niveaux disponibles est fini. Sur 12 bits on est limité à 4095 ADU. Donc une étoile pas encore saturée à 400 ISO qui donnait un niveau de 3000 ADU va passer à 3000 x 4 = 12000 ADU à 1600 ISO, que le système va écréter à 4095 ADU et ça va saturer...

PS : pour passer de 100 à 200 ISO, puis 400, 800, 1600... on double à chaque fois le gain. Donc de 400 à 1600 ISO le gain est multiplié par 4.

Sur les CCD, seule l'étapes 1 est réalisée sur le capteur. Les étapes 2 et 3 sont gérées par une électronique déportée à l'extérieur du capteur. C'est comme ça qu'on peut facilement faire du vrai binning avec un CCD, il suffit d'additionner les signaux avant application du gain et de la digitalisation. Comme tous les signaux sont traités à l'extérieur, il faut attendre le transfert avant de passer à l'étape suivante, donc le traitement est assez lent.

Sur les CMOS, les deux premières étapes sont réalisées sur le capteur, au droit de chaque photosite. Le vrai binning n'est plus possible car le gain est appliqué sur chaque photosite, on ne gagne donc plus rien. Par contre le traitement est plus rapide. Les puces qui gèrent ce traitement prennent aussi autant de place sur le silicium que la zone photosensible ne pourra pas exploiter, d'où l'intérêt des microlentilles.

A+

Fred

[Ce message a été modifié par Fred_76 (Édité le 25-02-2016).]

[jmr 122]

Donc Fred, si je comprends bien : L'électronique, vient lire les pixels, puis applique à chacun un coefficient (le gain qui correspond à ISO). il n'y a pas un effet comme ceux qu'il y a (avait) dans les photomultiplicateurs !

Mais dans ce cas comment fonctionne le mode Auto des APN ? Est-ce que les valeurs sont d'abord mémorisées dans un tableau ou est-ce qu'il y a quelques pixels qui servent de balises pour déterminer le gain optimal avant la lecture global du capteur ?

Encore merci pour tes éclairages...

[Thierry Legault 5 849]

Le mode ISO AUTO des APN n'est rien d'autre qu'un mode où l'appareil choisit, après mesure de lumière incidente par la cellule de l'appareil et en fonction des choix d'ouverture et de vitesse effectués par l'utilisateur, les isos appropriés avant de prendre la photo (comme il choisit l'ouverture en mode priorité vitesse ou la vitesse en mode priorité ouverture). Il y a 3 paramètres modifiables (ouverture, vitesse et iso), on en fixe 2 et l'appareil calcule le 3ème.

Le réglage iso conditionne l'amplification du signal, qui est effectuée avant enregistrement des données dans le fichier raw (c'est d'ailleurs le seul réglage qui ait une influence sur le raw, si on excepte le mode "réduction de bruit longue pose" qui fait un dark auto).

La grosse différence entre réglage iso sur APN (CMOS) et gain sur caméra CCD, c'est que dans le premier cas on fait baisser le bruit de lecture en montant en iso (jusqu'à un certain point), dans le second le bruit de lecture reste constant quel que soit le gain.

[Ce message a été modifié par Thierry Legault (Édité le 26-02-2016).]

[Roch 1 898]

Merci à tous pour vos réponses

Olivdeso, même en autoguidage sans pc, il faut bien une lunette guide ou un diviseur optique... pour le premier c'est de l'encombrement supplémentaire, et le second je ne vois pas comment cela peut s'adapter sur mon newton avec le correcteur de champ en plus
De plus, je n'ai pas des finances infinies, et je préfèrerais largement acheter un nouvel apn pour 300 euros avec de bons résultats ( au hasard, A6000 ou A5100 ) plutôt que d'avoir tout un bazar supplémentaire

Je suis bien allé voir sur le site de christian buil, mais je n'ai pas trouvé cette "méthode" dont tu parles...

Mais via IRIS j'estimer avoir les outils nécessaires, c'est juste que je manque de correspondances entre les caméras CCD et les APN pour me faire une idée globale. Je suis bien au fait des caractéristiques et différences entre les CCD et les CMOS, mais cela reste bien deux capteurs avec des grandeurs que l'on peut mesurer et comparer non ?

Ce qui me manque clairement ce sont les correspondances entre ces deux matériaux ( APN et CCD )
Sur les APN, la sensibilité ISO est une valeur absolue. A priori, si on prend en photo le même objet avec deux APN différents pour la même sensibilité ISO, l'objet aura la même valeur ADU sur les deux photos. Pas exactement car certains constructeurs "trichent" un peu sur leurs sensibilités, mais il est facile ensuite de compenser ça en multipliant par le coefficient approprié, et après un petit tour sur le site DxOmark on le trouve facilement ( le coefficient )
Maintenant, ma question est de savoir si c'est la même chose pour ce qu'on appelle le gain ? Si celui ci est directement lié à l'amplification utilisée, et de fait un objet donnera une brillance différente avec un gain égal sur 2 CCD différentes ?
Ou alors s'il est absolu, auquel cas on peut directement dire 1600ISO = Gain de 200 ? ( c'est une valeur au pif hein ^^ )

Merci d'avoir répondu Thierry, ça tombe bien j'ai lu quelque part que tu avais fait des tests sur l'A7s et que tu avais trouvé un bruit de lecture inférieur à 1 e- pour une sensibilité au dessus de 3200 ISO. J'aimerais faire ce genre de calcul avec mon APN actuel, mais je ne sais pas comment traduire le résultat que j'obtiens en électrons
Ou autrement dit pour quelle sensibilté 1 e- correspond à 1 ADU.
C'est juste un problème de facteur, car j'obtiens une courbe de bruit relative à la sensibilité, mais de la, comment comparer ce résultat à celui affiché par les constructeurs de caméras CCD ?

Merci pour votre temps et éclaircissements

Romain

[jmr 122]

Romain concernant le A5100, je crois que la réduction de bruit n'est pas débrayable !!! (à vérifier)

[Roch 1 898]

Ah, d'où tiens tu ça ? Étrange car j'ai pas mal de "précédentes versions" de cet apn, et ça a toujours été débrayable pour moi... Si tu parles de la "réduction du bruit poses longues" bien sûr. Sinon je sais que Sony trafiqué les RAW des poses b sur les appareils qui ne sont pas de dernière génération, mais aucun souci puisque je ne fais pas de pose b

[jmr 122]

2 sources :
- https://stargazerslounge.com/topic/238308-dont-buy-the-sony-a50005100-for-astrophotography/
- Après je suis allé regarder la doc et je n'ai rien trouvé par contre c'est bon pour le A6000.

Maintenant en mode C3 ou C5 la réduction de bruit est peut-être automatiquement inactive, mais c'est à vérifier...

Je suis bien ennuyé car je pensais acquérir la A5100 histoire de remplacer mon NEX-3N. Maintenant que le A6300 est sorti et intègre un nouveau capteur j'hésite...

[Roch 1 898]

OK merci. Ça reste durant une pose b cependant, je doute que ce soit actif avec l'application intervallomètre, que j'utilise. Il faudra tester.
Le A6300 à l'air extra niveau sensibilité, seulement il coûte 1200 euros... À ce prix je préfère un A7s d'occase

[Roch 1 898]

Hello ici,

Je remonte mon post, car j'ai trouvé la réponse à ma question...

Tout est ici !
http://www.sensorgen.info/

Comme quoi, les APN sont devant les Caméras astro en bruit de lecture...
Tout le monte parle de l'ASI224 mais qu'en serait-il avec l'A7s utilisé de la même manière ? En poses courtes à très longue focale ? Il serait probablement meilleur non ? ^^

Du coup ça me conforte dans mon idée... je resterai APN jusqu'à changement de milieu je pense ( environnement moins pollué )

Edit : sur le lien que j'ai donné certaines valeurs semblent aberrantes, mais a mon avis le reste est bon. En tout cas ça concorde pas mal avec mes mesures...

[Ce message a été modifié par Roch (Édité le 16-03-2016).]

[jmr 122]

Merci !

J'ai aussi jeté un œil sur celui là : http://www.clarkvision.com/index.htmll
Impressionnant....

Pour aller dans ton sens sur les APN : Je peux simplement dire qu'avec un Sony NEX-3N en milieu urbain, en extrayant uniquement la couche verte d'une série de 16x15s avec dérotation j'obtiens des écarts de 0.03mg (référence par rapport à 5/6 étoiles UCAC4 ApassV)