Un capteur N&B au format APS-C - Mode d'emploi Debayérisation d'un Capteur CMOS CANON

[Invité anonyme65454]

Francois, sur ta photo le capteur est complétement décapé apparement, on voit la CFA, la sous couche, et enfin le capteur itself.

[Fred_76]

Résolution

 

---edit--- passage supprimé, voir messages #93 et #96 qui suivent

 

Bruit

 

---edit--- passage supprimé, voir messages #93 et #96 qui suivent

 

Gain en sensibilité

 

Pour estimer le gain en sensibilité, j'ai comparé sur la même photo, les niveaux moyens de zones où la matrice CFA n'avait pas été retirée (1), dans chaque plan de couleur, en comparant avec une zone très proche où le capteur était débayérisé (2). Comme les zones (1) et (2) sont très proches, l'effet du vignettage est très faible. Au total 9 paires de zones ont été mesurées.

 

 

J'arrive aux gains de sensibilité suivants pour chaque plan de couleur (pour un 500D) :

- dans le vert : +29% (+/-7%)

- dans le rouge : +27% (+/- 7%)

- dans le bleu : +78% (+/- 9%)

 

Autrement dit, le capteur débayérisé est en moyenne environ 40% plus sensible que le capteur d'origine.

Modifié 17 décembre 2014 par Fred_76

[Astroghost-Francois]

Beau Travail Fred ,

 

je viens également de traiter vite fait les RAW.

 

J'obtient un résultat un peu meilleur pour la première mire coté définition.

Traitement Idem que toi , IRIS .

Il faut noter que la version normale est interpolée logiciellement pour arriver à ce résultat alors que la version débayérisée n'a subit aucun traitement !!

On remarque également une diminution du bruit importante pour la version débayérisée .

 

La partie de la mire à taille réelle

 

Redimensionnée 200%

 

Voici comment sont exactement les fichiers RAW à l'ouverture dans IRIS , la débayérisation du fichier raw normal n'est pas encore effectuée à ce stade.

La dernière image représente le placement exacte de la matrice de bayer

 

Taille réelle et x 200% , on remarque le gain en sensibilité de la version débayérisée

 

 

 

Les résultats des mesures de sensibilité de Fred , confirme mon impression d'hier soir concernant mes premières mesures

ou j'avais effectué un polissage trop profond qui diminuait finalement le gain en sensibilité

Modifié 16 décembre 2014 par Astroghost-Francois

[Fred_76]

Qu'appelles tu "Bayer RAW normal" pour les images vertes ???

[Astroghost-Francois]

Pixinsight te permet d’ouvrir un fichier RAW avec différentes options .

Ici il n'y a aucune interpolation , ni débayérisation , chaque couleur est assignée à chaque pixel correspondant .

 

Il faut zoomer sur l'image pour bien voir la matrice

 

Modifié 16 décembre 2014 par Astroghost-Francois

[Fred_76]

Résolution

 

Effectivement François, j'ai refait la comparaison entre les deux fichiers Avant/Après débayérisation. Le gain en résolution est bien plus visible et correspond à l'image que tu as postée.

 

Ce que j'ai fait sur les images RAW :

a) image Avant (non débayérisée)

- ouverture du RAW dans Iris

- conversion de l'image CFA (menu Photo numérique)

- extraction de la zone (commande WIN)

- changement d'échelle x2 (menu Géométrie)

- sauvegarde en format PSD (commande SAVE_PSD)

image Après (débayérisée)

- ouverture du RAW dans Iris

- extraction de la zone (commande WIN)

- changement d'échelle x2 (menu Géométrie)

- sauvegarde en format PSD (commande SAVE_PSD)

 

Ensuite j'ai ouvert la photo Avant dans Photoshop, appliqué une désaturation (pour mettre l'image en N&B ) et ajusté les niveaux pour qu'elle ait la même luminosité que la photo Après. J'ai ensuite combiné les deux images l'une à coté de l'autre et sauvé le résultat en JPG pour diffusion sur WA.

 

 

Bref, cette fois ci, le gain en résolution est bien visible.

 

Ces images ont été prises avec un objectif (dans l'exif on lit EF-S 17-85 IS USM réglé à 60 mm de focale, ouvert à 5.7, MAP manuelle), poses de 0.3 s à 400 ISO.

L'utilisation d'un objectif implique du chromatisme qui sera d'autant plus important que le boitier débayérisé est complètement défiltré et qu'en plus ses photosites sont bien plus sensibles qu'avant dans le bleu et le rouge. Le gain résolution devrait donc être encore meilleur si on utilise un système vraiment achromatique (par exemple un télescope Newton) ou simplement un filtre UV/IR cut.

 

Il faudrait que cette photo soit prise avec un filtre de coupure UV/IR pour pouvoir la comparer correctement avec l'image "Avant.

 

Bruit

 

On remarque aussi un bruit bien plus faible dans l'image Après. J'analyse cela par les coefficients appliqués pour convertir l'image RAW en une image couleur. En effet, on a pu voir dans un de mes messages précédents que les photosites rouges et bleus étaient bien moins sensibles que les photosites verts. Pour rééquilibrer les couleurs, l'algorithme de développement des RAW doit donc augmenter sérieusement le gain de ces deux plans ce qui multiplie d'autant leur bruit.

 

Avec le capteur débayérisé, non seulement tous les photosites captent toutes les longueurs d'ondes, mais ils sont plus sensibles.

 

Le rapport signal/bruit augmente donc par ces deux effets combinés :

- le capteur est plus sensible donc le signal augmente

- le bruit n'est plus amplifié sur les canaux rouges et bleux, donc au global il diminue

Modifié 17 décembre 2014 par Fred_76

[Astroghost-Francois]

Pour Info , Fred à posté quelques premières mesures sur un EOS 500D que je lui ai modifié .

Ici : http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=123733

 

J'espère pouvoir faire quelques tests dimanche soir avec mon 50D .....

[Astroghost-Francois]

Salut à tous et meilleurs vœux pour cette nouvelle année

 

Malade depuis le 26/12 , j'ai fini par enfin réaliser quelques tests hier soir avec la nouvelle vitre

capteur traitée anti-reflets.

 

Un filtre UV/IR a été installé dans la chaîne optique pour éviter les effets de diffusion autour des étoiles dûs aux Infrarouges.

 

Même paramètres que la dernière fois sur les pléiades , une pose de 45 sec à 2000 ISO.

 

 

 

Cette nouvelle vitre élimine donc bien le phénomène de réverbération des étoiles fortement lumineuse

se produisant sur la face interne de la vitre d'origine du capteur.

 

Voici également 2 tests réalisés sur des étoiles brillantes comme Sirius et Bételgeuse.

Sirius possède une magnitude apparente de -1,46 , on constate donc bien l’élimination du défaut qui avait

été rencontré sur les images de Hamal de magnitude +2.02.

 

 

 

Bon il ne me reste plus qu'à refaire un capteur débayérisé de 50D avec ma dernière technique et d'y rajouter un petit

refroidissement peltier qui tournera entre 0 et 10° et tout sera opérationnel pour cet été

 

François

[Astroghost-Francois]

Pour ceux qui seraient intéressé par la débayérisation , le site n°1 spécialisé en photo et vidéo

numérique , FOCUS NUMERIQUE va réaliser une série d'article sur la débayérisation.

 

 

Je leur ai fourni quelques explications et images sur ma méthode.

Il feront prochainement un comparatif plus poussé que le mien entre deux modèles de 350D , normal et débayérisé.

 

François

 

François

[coolman]

Merci =)

Direction -> favoris

Question, que faut-il faire pour utiliser un APN "debayrisé" en mode diurne?

Modifié 23 mai 2015 par coolman

[Fred_76]

Réponse : il faut mettre un objectif et appuyer sur le bouton, tout simplement. La photo sortira en N&B.

[coolman]

Merci pour ta réponse Fred, donc il faut faire un défiltrage partiel pour avoir

un mode diurne "normal" (j'entend la couleur) ?

[charpy]

je ne comprend pas le sens de ta question... pour faire du diurne tu peux garder ton APN sans défiltrage, les défiltrer partiellement ou totalement, le débayériser. dans tous les cas l'APN fonctionnera de jour comme de nuit...

 

un débayérisé ne verra plus les couleurs mais tu peux quand même appliquer l'algo qui applique la matrice de bayer. ça te fera une couleur uniforme, on le voit bien dans l'article, ça sort violacé.

ICI

[coolman]

En fait, je ne pensait pas vraiment à la debayrisation, mais plutôt un défiltrage + baader ou astrodon, mais je me doute qu'on ne retrouve pas totalement les couleurs d'origine.

Apparemment le mieux c'est un APN totalement dédié astro et un autre diurne

[Astroghost-Francois]

Voici un petit comparatif réalisé entre 3 boitiers différents :

 

http://www.focus-numerique.com/image-monochrome-3-capteurs-compares-news-7088.html

 

 

[Fred_76]

Faut pas être timide François lisez cette autre page de Focus-numerique :

 

http://www.focus-numerique.com/test-2336/interview-defiltre-bayer-canon-350D-noir-blanc-1.html

[Christophe.noel]

Ouais, bravo François pour ce travail !

Faut oser

[charpy]

un petit retour sur mon 500D débayérisé + refroidi.

 

l'effet du refroidissement :

il fait 26° dans la maison,

31° dans le boitier après 1/2h sans refroidissement (le doigt de refroidissement évacue déjà passivement une part de la chaleur)

19° après 1/2 de refroidissement (on est a 20° en 5 minutes et ensuite c'est plus long)

 

à vous de deviner quel dark (crop 1:1, 5minutes à 1600iso) est à 31° et lequel est à 19°

 

 

 

l'été un petit Peltier c'est pas du luxe!

 

Question étrange : pourquoi des pixels chaud en bâton pour le rouge et bleu et en point blanc pour le vert?

(fichier raw lu avec XNview)

Modifié 6 août 2015 par charpy

[Astroghost-Francois]

Pourquoi des couleurs sur un fichier RAW avec un capteur monochrome Sylvain ?

 

C'est ton logiciel qui debayérise une image qui est en N&B , utilise IRIS pour ouvrir tes RAW ? tu veras tes RAW seront totalement différentes.

 

François

[Astroghost-Francois]

Ton image devrait ressembler à ça , c'est une des Darks test de ton boitier

 

[charpy]

effectivement c'est la débayerisation d'XNview qui merdouille et qui fait des bâtonnets. sous iris c'est bien piqué mais c'est moins joli un bruit en N&B.

 

y en a qui font des photos noir et blanc avec un boitier couleur et bien moi je fais l'inverse, na!

[geo444]

...

 

Sinon, j'ai trouvé quelques images qui montrent ces microlentilles, la matrice de bayer et la surface sensible :

 

 

Une autre image montre un capteur partiellement gratté. A gauche la surface non nettoyée, on a une luminosité à 100%. Au centre, il n'y a que la zone de microlentilles qui a été retirée et il reste donc la matrice de Bayer. La luminosité chute de 40%. A droite, la matrice de Bayer est retirée et l'image est 6%-7% plus lumineuse que l'image d'origine. C'est sur un 350D avec des photosites globalement plus gros et certainement moins sensibles que le boitier du 600D testé par François qui trouve lui un gain de 15% environ :

 

 

De cette image on peut constater que les pigments de la matrice de Bayer filtrent énormément de lumière (55%) tout juste compensé par le gain apporté par les microlentilles (70%).

 

Ici une image montrant une coupe d'un capteur CMOS avec microlentille. On voit bien la surface perdue par l'électronique qui doit passer entre les photosites.

 

 

Ici, l'inimité d'un capteur Nikon D2H :

http://landingfield.wordpress.com/2013/02/06/peeping-into-pixel-a-micrograph-of-cmos-sensor/

 

...

 

+1,

 

Vu que les Microlentilles ont tout de même considérablement amélioré le

faible Rendement, cause mauvais Fill-factor, des premiers CMos... c'était

prévisible que de les supprimer ferait dégringoler la Sensibilité : ici -40% !

 

Il faudrait essayer de retirer Microlentilles et Bayer sur un des petits CMos

BSI à très haute Sensibilité : les Transistors + la Circuiterie partis à la cave

(étage inférieur), leur Fill-factor, donc leur Sensibilité sont bien meilleures !!

 

Exemple, 1 CMos BSI de Pentax Q, Q10, Q7 qui a une Sensibilité / mm² de

~6,5 ISO / mm² (Note ISO Dxo divisée / Surface) contre ~2,4 ISO / mm²

pour un CMos classique d'Eos 60d, 60dA, 600d => le rapport est de 2,7 !!

 

Les Microlentilles jouant beaucoup moins sur ces CMos BSI: Fill-factor bien

meilleur, je pense que là ça vaudrait le coup : AMA un gain d'1 IL ~environ

Par contre, vu la taille du CMos, faut pas se louper avec la Ponçeuse !

 

Vu la forme des Courbes de Réponse RVB, on doit de toutes façons gagner

surtout aux extrèmes = avant ~450 nm et après ~700 nm...

 

Test Pentax Q10 std sur SkyWatcher 200/1000 :

 

 

Modifié 31 décembre 2015 par geo444

[xs_man]

Je serais curieux de savoir ce que ça donnerai sur un capteur IMX 224 ?

J'ai peur que la destruction des micro-lentilles ne pèse lourdement sur le gain effectif en sensibilité mais ça peut-être quand même le coup ?

 

Albéric

[geo444]

Salut XS !

 

ça n'existe pas déjà un IMX 224 version Pan-Chrome (toutes les couleurs) ?

http://www.sony.net/Products/SC-HP/new_pro/october_2014/imx224_225_e.html

= non c'est 224 / 225 = avec / sans WDR !

 

par contre, son proche cousin l'IMX 174, c'est plein de Banding !?!?

... à tel point que même en Empilant de 380 à 550 Poses...

on voit encore bien le Banding sur l'image finale :

http://www.cloudynights.com/topic/503868-ngc-5676-and-ngc-5660-with-the-asi174mm-again-4-sec-subs/

 

à 700 Euros la Zwo... comment t'expliques ça toi ??

 

Modifié 31 décembre 2015 par geo444

[xs_man]

Il n'y a pas d'IMX224 monochrome malheureusement !

 

par contre, son proche cousin l'IMX 174, c'est plein de Banding !?!?

IMX174 et IMX224 n'ont pas la même technologie et l'image de l'IMX 224 est très propre et très faiblement bruité, sans tramage visible même à fort gain. Les deux présentent par contre de l'électroluminescence, prix à payer à leur très grande cadence image et leur sensibilité.

 

Perso ce qui m'intéresse c'est gagner en sensibilité en imagerie rapide,pour des poses de 1 seconde maxi.

 

Albéric

[Astroghost-Francois]

Ça me tâte de débayériser un IMX224 Albéric , je cherche ..... mais le capteur est impossible a dessouder/ressouder.

Il me faudrait directement travailler sur une camera , et risquer de perdre 300 euros

 

Je tenterais bien l'opération sur un module LICAM :

 

https://www.leopardimaging.com/LI-CAM-IMX224-MIPI.html

 

mais j'attends qu'un projet d'une autre personne se concrétise pour lancer l'opération

 

François

[xs_man]

Ça me tâte de débayériser un IMX224 Albéric , je cherche ..... mais le capteur est impossible a dessouder/ressouder.

Il me faudrait directement travailler sur une camera , et risquer de perdre 300 euros

 

Je tenterais bien l'opération sur un module LICAM :

https://www.leopardimaging.com/LI-CAM-IMX224-MIPI.html

mais j'attends qu'un projet d'une autre personne se concrétise pour lancer l'opération

François

 

 

Ecoute, je vais en parler à Sam, le manager chez ZWO, pour voir si cela l'intéresserait. Je ne te garanti rien mais c'est dommage de ne pas lui en parler.

 

Albéric

[Astroghost-Francois]

Bonne idée , des fois qu'il ai un carte avec un capteur qui présente des défauts , ou même un défectueux pour voir si c'est réalisable , suivant la structure de la matrice.

merci

 

 

Il y a aussi une autre version du 224 qui doit arriver au deuxième semestre de l'année prochaine .

 

http://www.sony.net/SonyInfo/News/Press/201410/14-106E/index.html

 

On retrouvera surement ce capteur dans les caméra IP et dans certaine webcam.

Pour se faire une Allsky Hypersensible ce sera l'idéal , mieux que l'IMX222 que j'utilise actuellement.

 

François