Choix des temps de pose

Bonjour.

Existe-t-il une règle précise ou des critères objectifs permettant de déterminer les temps de pose à retenir en imagerie numérique ?

Je suppose en effet que la recherche du meilleur rapport signal/bruit doit conduire à des choix, peut être liés au rapport F/D, abstraction faite des contraintes liées à la monture.

Actuellement, je choisis assez empiriquement les temps de pose.

Mais doivent-ils être les mêmes si j'utilise mon CANON série L ouvert à 2,8, un newton 200/800 ouvert à 4 ou une ED 80 à 7,5 ?

Bonjour.

Existe-t-il une règle précise ou des critères objectifs permettant de déterminer les temps de pose à retenir en imagerie numérique ?

Je suppose en effet que la recherche du meilleur rapport signal/bruit doit conduire à des choix, peut être liés au rapport F/D, abstraction faite des contraintes liées à la monture.

Actuellement, je choisis assez empiriquement les temps de pose.

Mais doivent-ils être les mêmes si j'utilise mon CANON série L ouvert à 2,8, un newton 200/800 ouvert à 4 ou une ED 80 à 7,5 ?

Je ne vais pas répondre directement à ta question.

Mais le principe est le suivant : la quantité de lumière reçue sur une unité de surface d'un capteur diminue d'un facteur 2 lorsque le rapport d'ouverture est multiplié par racine carrée de 2.

Ainsi par exemple si une quantité Q de signal est obtenue pour F/D = 4 et pour un temps de pose est de 1 min, tu auras la même quantité de signal Q pour :

F/D = 2.8 t= 0.5

F/D = 4 t= 1

F/D = 5.6 t= 2

F/D = 8 t= 4

F/D = 11 t= 8

etc...

Mais le principe est le suivant : la quantité de lumière reçue sur une unité de surface d'un capteur diminue d'un facteur 2 lorsque le rapport d'ouverture est multiplié par racine carrée de 2.

Je m'incorpore à ce fil, merci Pierre, j'avais oublié le facteur de correction. C'est bon de rappeler sa valeur de temps en temps.

Bref, pour conforter ces dires, il faut se souvenir que c'est le rapport FD qui fixe la durée des poses, et non le diamétre de l'optique (enfin, c'est une façon de voir les choses, et avec un capteur donné).

Christian

J'ai lu est relu la question que j'interprete ainsi : mis à par l'essentiel (la monture) existe-il ...

Personnellement je suis de ceux qui limitent le temps parce qu'ils n'ont pas une monture convenable (AP, Baader, Gemini ...). En CP sans autoguidage, c'est très défendable. Maintenant on peut tenter de répondre quand même mais sur le terrain cela donne quoi ? (question sans arrière pensée, je serai bien content de lire : mais non fait ça et ça et ça marche ...)

En CP sans autoguidage, c'est très défendable. Maintenant on peut tenter de répondre quand même mais sur le terrain cela donne quoi ?

Comprends pas vraiment ton obscure question

"Cela donne quoi ?" quoi ? La durée des poses ? le facteur FD ? le terrain ?

Christian

Je ne vais pas répondre directement à ta question.

 

Mais le principe est le suivant : la quantité de lumière reçue sur une unité de surface d'un capteur diminue d'un facteur 2 lorsque le rapport d'ouverture est multiplié par racine carrée de 2.

 

Ainsi par exemple si une quantité Q de signal est obtenue pour F/D = 4 et pour un temps de pose est de 1 min, tu auras la même quantité de signal Q pour :

 

F/D = 2.8 t= 0.5

F/D = 4 t= 1

F/D = 5.6 t= 2

F/D = 8 t= 4

F/D = 11 t= 8

 

etc...

Merci de ces réponses.

Je maîtrise plutôt pas mal les problèmes d'exposition (ce serait dommage, après 25 ans de photo avec des reflex, essentiellement semi auto !).

Ma question est d'un autre ordre. Je vais tenter de l'exprimer différemment.

Admettons que je décide d'imager avec ma 80 Ed en autoguidage. Je ne suis guère limité en temps de pose avec mon Eq6.

Admettons que je considère qu'il faille une exposition totale de 60 minutes pour "sortir" une image potable de l'objet choisi.

Bien entendu, il ne me viendra pas à l'esprit d'accumuler des poses de 5 secondes et d'en empiler des centaines.

En revanche, je peux choisir 60 X 1 minute, ou 30 X 2 minutes, ou 20 X 3 minutes, ou même 12 X 5 minutes.

Et c'est là le sens de ma question : quels sont les critères à prendre en compte, toutes choses étant égales par ailleurs, pour déterminer qu'il vaut mieux poser par exemple 30 X 2 minutes que 12 X 5 minutes (en admettant que les problèmes éventuels de suivi, guidage, flexions, etc... n'entrent pas en ligne de compte) ?

Déjà, cette question n'a pas de réponse unique, ça dépend de plein de paramètres : le rapport F/D, l'appareil (bruits, sensibilité), le fond de ciel, l'utilisation de filtres etc.

il me semble que j'ai déjà précisé ça il y a peu de temps, au lieu de se lancer dans des tas de calculs il y a une méthode simple pour déterminer votre temps de pose optimal :

- vous faites une série de poses avec votre config et dans votre lieu d'observation habituel, par exemple 30s, 1 min, 2 min etc. Visez de préférence hors Voie Lactée

- vous faites les prétraitements comme d'habitude (dark, flat)

- vous mesurez dans des petites zones dépourvues d'étoiles le bruit dans vos images (tous les logiciels de traitement astro savent faire ça)

- vous faites la même chose sur une image d'offset (pose très courte dans le noir)

- à partir du moment où le sigma (le bruit) dans vos poses de ciel est 3 à 4 fois plus élevé que celui de votre offset, vous avez votre optimal, il est inutile de monter plus haut en temps de pose.

Merci pour cette réponse intéressante et détaillée.

Merci , moi aussi j'en apprends.

Dans l'hypothése d'un suivi parfait, je pensais qu'on pouvait (devait) poser la plus longtemps possible, tant qu'on est pas arrivé à la saturation, puisque à partir de là il y a perte d'info.

Dans ma petite tête je ne comprends toujours pas pourquoi ça change le RSB de morceller les poses pour un même temps total.

Il doit sans doute me manquer quelques neurones...la faute à ma mére

- à partir du moment où le sigma (le bruit) dans vos poses de ciel est 3 à 4 fois plus élevé que celui de votre offset, vous avez votre optimal, il est inutile de monter plus haut en temps de pose.

Pour toi, c'est quoi la valeur sigma ?

Christian

 

Pour toi, c'est quoi la valeur sigma ?

 

Christian

c'est ce que j'ai mis entre parenthèses juste après : c'est le bruit

Enfin si tu veux être précis c'est l'écart-type du bruit, mais on peut très bien ignorer cette définition, il suffit de savoir que c'est ce que donnent les logiciels astro quand on leur demande de mesurer le bruit.

Merci , moi aussi j'en apprends.

Dans l'hypothése d'un suivi parfait, je pensais qu'on pouvait (devait) poser la plus longtemps possible, tant qu'on est pas arrivé à la saturation, puisque à partir de là il y a perte d'info.

Dans ma petite tête je ne comprends toujours pas pourquoi ça change le RSB de morceller les poses pour un même temps total.

ça change le RSB à partir du moment où les poses deviennent trop courtes, parce que dans chaque image il y a le bruit de lecture, et que combiner 100 images de 1 min au lieu de 10 images de 10 min fait intervenir 100 fois le bruit de lecture au lieu de 10 fois.

Poser le plus longtemps possible oui, mais comme je l'ai expliqué il y a une limite à partir de laquelle on ne gagne plus rien à augmenter la durée d'une pose (pour un temps total équivalent). Par exemple, dans le cas courant 1 pose de 5 heures n'est pas mieux que 5 poses de 1 heure (à supposer qu'il n'y ait pas saturation évidemment). Pour certaines raisons, c'est même moins bien.

bonsoir

c'est ce que j'ai mis entre parenthèses juste après : c'est le bruit

Pour toi c'est l'écart type qui défini le niveau de bruit ?

Ch

bonsoir

 

Pour toi c'est l'écart type qui défini le niveau de bruit ?

 

Ch

peu importe, du moment qu'on le mesure tout le temps de la même façon, puisque c'est pour faire une comparaison entre images !

Et oui, je pense que Iris, Prism ou MaximDL par exemple mesurent l'écart-type du bruit. Je ne vois d'ailleurs pas très bien quelle autre information on pourrait élaborer, à moins d'avoir l'esprit extrêmement tordu, vu que l'écart-type est la mesure standard du bruit

Merci Thierry pour cette très interessante information !

J'ai pourtant ton bouquin, mais ça m'avait échappé

je suppose que l'optimal est potentiellement variable en fonction de la sensibilité utilisée sur le capteur si c'est un APN ? Et que donc cette mesure une fois établie (rapport sigma/offset > 4) n'est valable que pour une sensibilité donnée ?

Bonjour

peu importe, du moment qu'on le mesure tout le temps de la même façon, puisque c'est pour faire une comparaison entre images !

Je ne comprends pas trés bien comment utiliser la valeur de sigma (dispersion) pour comparer le bruit d'une image à l'autre.

Un écart type étant associé à une moyenne, du moins de souvenir... Si la moyenne des pixels monte (ex : fond d'image plus claire), l'écart type va suivre et sera plus élevé. Mais est ce pour autant que l'image est plus bruitée

Bref on peut avoir un fond d'image moyen à 2000 avec un écart type de 25 et un fond d'image moyen à 5000 avec un écart type de 35.

Qu'elle sera l'image la plus bruitée ? La seconde ?

Faudrait peut être en parler à Ch Buil pour avoir un avis.

Christian

Bonjour Thierry,

- vous mesurez dans des petites zones dépourvues d'étoiles le bruit dans vos images (tous les logiciels de traitement astro savent faire ça)

- vous faites la même chose sur une image d'offset (pose très courte dans le noir)

Merci pour vos remarques toujours très intéressantes. Deux questions toutefois...

La mesure du bruit doit-elle se faire sur l'image CFA ou sur l'image convertie en RGB ou en niveaux de gris ? J'aurais tendance à choisir l'image en niveaux de gris car les écarts R-G-G-B ou R-G-B reflètent surtout des différences de couleur.

Avec Iris, je connais les commandes STAT et BGNOISE. La seconde me semble la plus adéquate, mais (si j'ai bien compris la doc) elle prend en compte l'entièreté de l'image, pas une zone qu'on choisirait avec la souris. Il faudrait alors fenêtrer (WIN) pour obtenir une mini image et seulement ensuite lancer BGNOISE ?

ça change le RSB à partir du moment où les poses deviennent trop courtes, parce que dans chaque image il y a le bruit de lecture, et que combiner 100 images de 1 min au lieu de 10 images de 10 min fait intervenir 100 fois le bruit de lecture au lieu de 10 fois.

 

Poser le plus longtemps possible oui, mais comme je l'ai expliqué il y a une limite à partir de laquelle on ne gagne plus rien à augmenter la durée d'une pose (pour un temps total équivalent). Par exemple, dans le cas courant 1 pose de 5 heures n'est pas mieux que 5 poses de 1 heure (à supposer qu'il n'y ait pas saturation évidemment). Pour certaines raisons, c'est même moins bien.

Merci Thierry

Pour le coté "poses trop courtes" là c'était clair pour moi. (bruit de lecture).

Coté "poses trop longues" la méthode proposée est trés claire, même si la théorie y aboutissant me demande d'y réfléchir un peu afin de trouver la raison car ce critére est donc basé sur le rapport entre le bruit de fond de ciel et le signal d'offset (fait par une mesure identique pour pouvoir etre comparée). Cela m'évitera de faire des poses trop longues et m'évitera les avions , les satellites, les nuages, ... et la batterie à plat en cours de pose.

Bonjour Thierry,

La mesure du bruit doit-elle se faire sur l'image CFA ou sur l'image convertie en RGB ou en niveaux de gris ? J'aurais tendance à choisir l'image en niveaux de gris car les écarts R-G-G-B ou R-G-B reflètent surtout des différences de couleur.

très bonne question ! Il faut le faire sur l'image dématricée (RVB) ou sur chaque couche RVB, car l'image CFA comme tu peux le constater à l'allure d'un damier (c'est la matrice de Bayer) et ce qu'on mesurerait dessus ce n'est pas le bruit mais les différences de signal entre photosites R, V et B.

Avec Iris, je connais les commandes STAT et BGNOISE. La seconde me semble la plus adéquate, mais (si j'ai bien compris la doc) elle prend en compte l'entièreté de l'image, pas une zone qu'on choisirait avec la souris. Il faudrait alors fenêtrer (WIN) pour obtenir une mini image et seulement ensuite lancer BGNOISE ?

surtout ne pas mesurer le bruit sur toute l'image car le calcul va inclure les étoiles dans le calcul du bruit, donc comme je l'ai dit il faut faire la mesure dans des petites zones sans étoiles, le plus simple est de dessiner un petit rectangle à la souris, clic bouton droit et "stat".

Merci Thierry

Coté "poses trop longues" la méthode proposée est trés claire, même si la théorie y aboutissant me demande d'y réfléchir un peu afin de trouver la raison car ce critére est donc basé sur le rapport entre le bruit de fond de ciel et le signal d'offset (fait par une mesure identique pour pouvoir etre comparée). Cela m'évitera de faire des poses trop longues et m'évitera les avions , les satellites, les nuages, ... et la batterie à plat en cours de pose.

c'est très simple, l'idée générale est qu'avec plusieurs sources de bruit, il faut toujours s'intéresser à celle qui est dominante et non pas s'épuiser inutilement sur les secondaires dont l'influence est négligeable.

 

Merci Thierry pour cette très interessante information !

 

J'ai pourtant ton bouquin, mais ça m'avait échappé

 

je suppose que l'optimal est potentiellement variable en fonction de la sensibilité utilisée sur le capteur si c'est un APN ? Et que donc cette mesure une fois établie (rapport sigma/offset > 4) n'est valable que pour une sensibilité donnée ?

oui en toute rigueur. Mais comme le réglage ISO est un paramètre très secondaire, ça ne va pas forcément changer grand chose au résultat.

PS : en annexe dans le bouquin il y a la méthode pour déterminer le meilleur réglage ISO pour chaque appareil, au cas où ça t'aurait échappé

Merci à tous pour cet excellent topic,

je m'en vais mesurer le bruit de mes images des qu'il fera beau, et déterminer mon meilleur temps de pose unitaire (entre 5 et 10 minutes) maintenant que je me suis outillé pour l'autoguidage...

Pascal

Bonjour,

est-ce que ISO et gain d'une ccd, quand il est réglable, c'est pareil ?

Donc, est-ce qu'on peut utiliser la méthode de réglage de l'ISO pour régler le gain de la caméra ?

Michel

Bonjour,

est-ce que ISO et gain d'une ccd, quand il est réglable, c'est pareil ?

oui dans le principe (dans le fonctionnement dans l'appareil il peut y avoir des différences)

Donc, est-ce qu'on peut utiliser la méthode de réglage de l'ISO pour régler le gain de la caméra ?

Michel

a priori je dirais oui, il n'y a pas de raison

Merci,

je vais essayer, ça commençais à m'agacer ce réglage de gain, sans savoir comment l'optimiser.

Michel

très bien, je suis intéressé par tes résultats. C'est une manip à faire quand il pleut !

Bonjour

 

 

 

Je ne comprends pas trés bien comment utiliser la valeur de sigma (dispersion) pour comparer le bruit d'une image à l'autre.

 

Un écart type étant associé à une moyenne, du moins de souvenir... Si la moyenne des pixels monte (ex : fond d'image plus claire), l'écart type va suivre et sera plus élevé. Mais est ce pour autant que l'image est plus bruitée

 

Bref on peut avoir un fond d'image moyen à 2000 avec un écart type de 25 et un fond d'image moyen à 5000 avec un écart type de 35.

Qu'elle sera l'image la plus bruitée ? La seconde ?

 

Faudrait peut être en parler à Ch Buil pour avoir un avis.

 

 

Christian

Je vais essayer de me souvenir de mes connaissances en statistiques.

Si I est l'intensité théorique du signal en un pixel donné pour un temps t donné la quantité de signal observée est

Iobs = I + B

où b est le bruit, variable aléatoire de moyenne b et d'écart-type sb

Si on multiplie le temps t par N (on additionne N fois le signal en augmentant la pose), l'intensité tend vers NxI, B tend vers Nxb en moyenne mais l'écart-type tend vers sb/racine(N).

Si I =0 (fond de ciel), le signal observé n'est que du bruit B:

pour t, le signal a pour moyenne b et un écart-type sb

pour Nxt, le signal est Nxb, mais son écart-type est sb/racine(N).

Donc la valeur moyenne du bruit n'exprime rien, par contre c'est l'écart-type qui déterminera le "bruit" de ton image.

Pour mieux se fixer les idées, lorsque tu retires un dark moyen (qui est un dark médian si la variable aléatoire est gaussienne), il te reste sur ton image sb/racine(N), et ton rapport signal bruit est bien multiplié par racine(N) (= 1/racine(N))

Bonjour

 

Je ne comprends pas trés bien comment utiliser la valeur de sigma (dispersion) pour comparer le bruit d'une image à l'autre.

 

Un écart type étant associé à une moyenne, du moins de souvenir... Si la moyenne des pixels monte (ex : fond d'image plus claire), l'écart type va suivre et sera plus élevé. Mais est ce pour autant que l'image est plus bruitée

 

Bref on peut avoir un fond d'image moyen à 2000 avec un écart type de 25 et un fond d'image moyen à 5000 avec un écart type de 35.

Qu'elle sera l'image la plus bruitée ? La seconde ?

bien sûr. J'ai l'impression que tu mélanges plusieurs choses. D'un côté, en général le bruit est lié à la quantité de signal associé (par exemple le bruit de photons est proportionnel à la racine carrée du nombre de photons reçus). Mais d'un autre côté, le fond d'image n'a pas d'importance en lui-même, c'est une constante à laquelle on peut ajouter ou soustraire n'importe quelle autre constante. Ton image à fond 5000, je peux la ramener à un fond de 2000 juste en soustrayant 3000, ça ne lui fera ni chaud ni froid en termes de bruit. C'est le niveau de bruit qui compte, et c'est ça qu'il faut comparer. Pas la peine de compliquer les choses

Faudrait peut être en parler à Ch Buil pour avoir un avis.

 

Christian

tu peux essayer, mais ça m'étonnerait qu'il ait un avis très différent

Je reviens sur ce point.

Je pense qu'il est préférable de parler de coefficient de variation au lieu de écart type.

Je voulais t'amener sur ce point en pensant que tu allais évoquer cette valeur

Ce n'est pas plus compliqué et c'est certainement bcp plus réaliste.

Si on compare le bruit donné par un offset et le bruit donné par une image (sujet évoqué en début de post) le sigma ne veut rien dire.

Il faut faire intervenir la moyenne.

Mais bon, encore une fois chacun pense ce qu'il veut et calcule à sa maniére.

Christian

Christian, avec tout le respect que je te dois, ce que tu racontes est incompréhensible

Je me demande si tu ne confonds pas bruit et rapport signal sur bruit

Je ne crois pas que la question soit de calculer les choses "à sa manière", moi je ne sais pas calculer le bruit dans une image (en pratique je veux dire), je confie cette tâche aux logiciels astro qui font ça très bien. Iris appelle ça sigma, Prism c'est écart-type, pour Astroart et MaximDL c'est Standard Deviation (équivalent de "écart-type" en anglais). A quoi bon inventer "coefficient de variation" qui n'est utilisé par personne et surtout pas par les logiciels susnommés ?

Et si Christian, le sigma a un sens en lui-même et le fond n'intervient pas dans le calcul, fais donc une petite expérience : tu mesures l'écart-type (ou sigma ou standard deviation selon le logiciel qui tu utilises) sur une image, tu lui changes son niveau de fond (addition ou soustraction d'une constante) et tu redemandes l'écart-type. S'il a changé, je te paye un pot aux RCE