Ca va faire du bruit !

Analyse du rapport signale /bruit.

Bonjour à toutes et tous.

Toujours dans l’esprit de faire des mesures précises et également des belles photos, je me suis demandé quel temps pose appliquer pour obtenir un bon résultat.

Le temps de pose globale est-elle la seule garantie?

Quelle sont les influences du temps de pose unitaire et du nombre de pose?

Pour ces dernières questions, ils y a beaucoup de réponses, mais pas toujours très juste !

• Pour détecter une étoile ou la mesurer => 10 x 1min = 20 x 30s : Oui ou Non
  
• Le nombre de pose ne fait qu’augmenter la finesse des images : Oui ou Non

Pour bien comprendre et répondre, le plus simple est de faire une première expérience avec votre APN ou votre caméra à température constante dans votre salon par exemple.

Vous pouvez faire des séries de 2 darks avec des poses de 1s, 2s, 4s, 8s, 15s, 30s, 60s, 120s et 240s si votre appareil le permet.

Ensuite pour chaque couple sous un logiciel de traitement, faite la soustraction de la première et par la seconde (On ne fait pas de la cuisine !!). Vous constaterez que les images obtenues par chaque couples sont toutes similaires, ajustez le seuil au même niveau afin faire ressortir le bruit. Cette expérience montre simplement de que le Dark n’est pas un bruit mais un signale interne de la caméra parfaitement reproductible à l’identique entre chaque pose. En faisant la soustraction de ce signal, il ne reste que le bruit et l’image. Vous pouvez mesurer le bruit en faisant la fonction « stat » sous iris par exemple. La surprise le bruit est identique pour l’ensemble des couples (Lire la valeur de sigma qui est un écart type, expérience vérifiée à 200 iso sur EOS 350D).

Rien de nouveau, la technique très efficace du dark est utilisée depuis longtemps.

Retenez par contre que le bruit ne varie pas avec le temps de pose.

Donc autre évidence le rapport signal sur bruit et donc la détection d’objet faible augmente proportionnellement avec le temps de pose. (Rien de bien nouveau)

Par contre le bruit lui est présent sur toutes les poses avec des valeurs aléatoires dont amplitude globale est constante : (Offsets, Darks, Flat et Images)

La question qu’il faut se pauser est : « Comment réagit-il quand on l’additionne ? ». Car il s’additionne dans tous les opérations d’additions et de soustractions d’image.

On extrait la valeur de chaque pixel avec la commande « Export_asc » d’Iris. Avec ces valeurs extraites on fait le tracé de l’histogramme : nombre de pixel par tranche d’amplitude du bruit. Le constat est une très belle courbe de Gauss (Presque parfaite) avec un écart type identique à la valeur mesurée par IRIS.

Bonne nouvelle le bruit suit une Loi « dite » Normale.

Pour la suite, je vous propose de télécharger le simulateur de bruit « Version Excel ».

http://etmor.free.fr/astrometrie/simulateur_bruit.rar

Il reproduit le bruit d’un capteur et effectue les opérations habituelles de traitement d’images sur un format de 25x25 pixels. (Toute petite image)

Création d’un offset avec N1 poses

Création d’un Dark avec N2 poses (Offset précédent est soustrait à chaque image dark).

Addition de N3 images prétraitées soustraction de l’offset et du dark. Ces deux derniers sont déplacés pour simuler les défauts de la monture et donc la registration des images.

Deux mouvements de monture sont prévus :

• Aléatoire avec faible amplitude,
  
• Un glissement régulier entre chaque prise.

Conclusion :

On remarque que bruit ne croit pas linéairement avec le nombre de photos additionnées. Le signale quand à lui augmente proportionnellement avec le nombre de pose. Donc il y a bien gain en sur le seuil de détection d’objet faible.

Je vous laisse deviner la relation qu’il faut mettre pour que obtenir des images additionnées ayant le même rapport signal/bruit :

N1 nombre de pose avec un temps unitaire Tu1

N2 nombre de pose avec un temps unitaire Tu2

T efficace = Longue pose unique équivalente avec soustraction d’un dark

F(N1) x Tu1 ó F(N2) x Tu2 = T efficace

F( n ) ???? Encore un petit effort !

Ce simulateur vous permet en fonction de vos propres paramètres de voir si le nombre de dark et offset est suffisant, une trop faible quantité avec une monture précise peu faire des dégâts sur l’image finale.

Bonne cuisine à tous !

Etienne

Autre lien :

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=17301

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=17005

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=14607

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=13767

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=14731

Ouah supoer intéressant, mais je reprends ça à tête reposé après mes exams. Bon boulot !

Pour les personnes passionnées par la physique et les mathématiques vous trouverez les explications complettes de cette petite expérience.

Site signé par Christian Buil S.V.P

http://astrosurf.com/ccdbazar/D-Materiel/BruitCamera1/Bruit01.html

La réponse est dans le poste suivant :

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=17485

Ca tourne au monologue mes expériences!!!!

Bonne Lecture

Etienne

Ca tourne au monologue mes expériences!!!!

 

Ouh là! Je te rassure je rentre de weekend et j'ai de la lecture. Je suis assez friand de ces expériences!!

Merci!!

Stéphane

Merci Stéphane

Je part au travaille! Par contre apres lecture ou expérimentation (Ca aide à la compréhension du sujet qui est difficile) fais part de tes remarques.

Etienne

J’ai commencé à lire ton document pdf. Intéressant de quantifier des idées reçut ! Si je résume, un temps de pose unitaire le plus long possible sera toujours plus bénéfique qu’un temps inférieur mais l’été ce gain sera beaucoup plus négligeable qu’en hiver. A noter qu’au delà de 10°C le bruit thermique croit assez rapidement.

Je regarderai le fichier excel ce soir. Ca m’interesse vivement de savoir si je fais assez de dark, car j’ai l’habitude d’en faire que 3 : en fin de soirée, dur dur de faire une série de dark de 300s

Stéphane,

Si Sigma est le bruit normal du capteur, 4 par exemple avec un EOS à 800iso, en gros le bruit que tu obtiens après compositage des photos est sensiblement égal à :

Racine( Nombre de photo) X racine( Bruitcapteur ² + Bruit_dark ² + bruit_offset ²)

Remarque cette formule n’est valable que si la monture déplace l’image à chaque pose, ainsi les cartes offset et darks ne sont pas additionnées au même endroit entre chaque pose.

Avec le bruit du offset = BruitCapteur / Racine ( nombre_d’offset )

Bruit_dark = Racine ( nombre_de_dark x Bruitcapteur ² + Nombre_de_dark ² X Bruit_offset ² ) / nombre_de_dark

Tu remarqueras que le bruit de la carte offset est multiplié par le nombre de dark élevé au carré, donc il est très utile de faire énormément d’offset.

Avec 25 offset, 3 darks et 20 photo du obtient le résultat suivant

Bruit offset = 4 / Racine ( 25 ) = 4/5 = 0.8

Bruit dark = racine ( 3 x 16 + 3² x 0.8² )/ 3 = 2.44

Bruit apres compositage = Racine( 20 ) x Racine ( 4² + 2.44² + 0.8²) = Racine(20) x racine ( 16 + 5.97 + 0.64 ) = 21.26

Avec 9 darks :

Bruit dark = 1.55

Bruit après compositage = Racine( 20 ) x Racine ( 4² + 1.55² + 0.8²) = 19.55

Peu de différence sur les résultats finaux entre 3 et 9 darks. Mais attention, je le répète, il faut impérativement un déplacement aléatoire entre chaque prise, sinon je ne garantie pas le résultat.

A voir le compteur beaucoup de monde oublient le poste suivant :

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=17485

Cette expérience permet pourtant de mieux comprendre le phénomene du bruit et surtout de découvrir le bruit thermique parfois présent sur de longues poses.

Belle démonstration Etienne ! Je note la formule . Par contre hier soir j’ai essayé de jouer avec le tableau excel mais j’ai besoin de quelques explications : je ne comprend pas ce qu’il faut regarder pour voir si on a pris assez de darks ou d’offset.

Par exemple j’ai paramétré :

Ecart type capteur : 3.27

N darks : 3

N offset : 5

N poses : 34

TU : 300

Que faut’il en déduire?

Je vois que les Ndark et Noffset ne jouent que sur la matrice du dessous mais ce n’est pas lié aux graphiques ni au Temps Efficace.

Plus l’écart type du capteur augmente et plus le Temps de pose se rapproche du Temps Efficace. Je suis pas un gros matheux mais j’aime bien comprendre

Merci de ton aide

Stéphane

Les courbes et graphique sont le résultat de mes tests pas de lien directe. (Courbe construite avec plusieur simulations).

Par contre:

- U2 donne le niveau de bruit de la simulation,

- U3 donne le coefficient entre le temps efficace et le temps global,

- U4 saisie du temp unitaire,

- U5 temp globale de prise,

- U5 temp efficace equivalent à une seul pose (sans bruit thermique!!)

Le tableau en encore rustique, 2 jours pour faire tous les essais et les 2 rapports et le petit programme.

Ci le sujet interresse du monde je ferais mieux. Pour l'instant il y a pas beaucoup de response.

A bientôt

Etienne

--Désolé de déterrer un vieux topic mais etmo a choisi de ne pas recevoir de messages privés.--

Bonjour etmo ! Je suis étudiant et vos travaux/expériences sur le bruit m’intéresse beaucoup pouvez vous me contacter par messages privés s'il vous plait?

Cordialement,

astrobo

Oh la... il y a longtemps qu'Etienne (Etmo) a quitté le forum...

Tu peux essayer de contacter "Econseil", Emmanuel Conseil, en MP. Il connaissait Etmo et pourrait peut être passer le message, sait on jamais..

Christian

Ah mince pourtant il a créé un topic il n'y a pas très très longtemps. Je passerai peut être par Econseil alors, merci !

Je pose une petite question alors, quelqu'un saurait comment obtenir (avec un petit peu plus d'indications qu'etmo n'a laissé ) la loi normale qu'etmo a obtenu ?

Astrobo