tech Incompréhension: bruit sur signaux soustraits ?

[antoinebba]

Bonjour,

 

un petit test avec iris 5.59 pour comprendre ce qui se passe au niveau du bruit en faisant la soustraction de deux images.

 

PROTOCOLE MESURE:

Pour l'exemple je vais prendre deux image similaires sur un EOS 1000D capteur a 22 °C. Je sépare les pixels par la commande split_cfa

Je mesure le bruit et signal su le 1er pixel vert de la matrice de bayeur (commande bg et bgnoise)

 

Comme les photos sont indépendantes (décorrelation) , la théorie m'enseigne que le bruit de la différence ou de la somme est Bdiff=racine (B1*B1+B2*B2)

 

CAS DE DEUX OFFSETS BRUTS

Je suis rassuré avec le calcul sur deux offsets bruts (1/000s sur EOS 1000D capteur à 22°C)

O1=257 BO1=3.886 ADU

O2=256 BO2=3.871 ADU

La théorie donne BO1-2=5.5 ADU la mesure donne 5. Me voila rassuré.

 

CAS DE DEUX DARKS BRUTS

Mais pas longtemps je prends maintenant des darks bruts(180s sur EOS 1000D capteur à 22°C)

D1=264, BD1=9.658 ADU

D2=264, BD2=9.590 ADU

la théorie donne BD1-2=13,6 ADU mais la mesure donne 8 ADU

 

là il y a quelque chose qui m'échappe J'ai beau recommencer sur d'autres images de dark c'est la même chose le bruit résultant de la soustraction de deux darks bruts est plus faible que le bruit d'un dark ?

 

Merci si pour avez une idée cela m'intrigue.

[antoinebba]

Je me demande si l'utilisation de la commande >bgnoise n'est pas une erreur je ne mesure pas le bruit de l'image avec ca ?

En fait le problème est le même avec l'utilisation de la commande >stat au lieu de >bgnoise.

 

pour épaissir encore le mystère

 

si j'ai un dark de moyenne 256.1 et bruit 15.1 (stat) et un autre de moyenne 265.2 et bruit 15.2 (stat) alors la somme donnera un bruit de 29.5 ADU et la différence un bruit de 8.4 ADU!

 

Si je fais la même opération avec un offset la somme ou la différence donne le même bruit environ 1.414 fois supérieur au bruit d'un offset.

Modifié 30 septembre 2014 par antoinebba

[Pulsar59]

Pour moi, ca vient simplement du fait que ce que tu crois ne contenir que du bruit dans ta fenêtre où tu fais "Stat" contient déjà pas mal de signal thermique (pixels chauds et tièdes).

Par soustraction, ce signal disparaît et sa variabilité avec

ce qui ne sera pas le cas pour un offset dont le signal ne contient pas de variabilité aussi importante.

[Fred_76]

Tu viens de démontrer par la pratique que le signal thermique n'est pas un bruit, mais un signal ! Il n'a pas grand chose d'aleatoire, le signal thermique est fonction de la température (loi exponentielle) et du temps (loi linéaire). On dit que le signal thermique double quand la température augmente de 6°C (j'ai mesuré 5,8°C pour le 1000D).

[antoinebba]

Merci a vous je commence a comprendre qu'il y a bien une différence entre l'offset et le dark.

 

Les deux darks ont quelque chose en commun (signaux non totalement decorrélé) qui n'est pas purement aléatoire . Puslar59 pense au point chaud qui existent dans les deux darks et pas dans les offsets. Les deux dark sont donc bien corrélés entre eux. Pour s'en rendre compte il faut faire d'enlever les points chauds (find hot hot 512 puis cosme hot) Comme par miracle les 29 points chaud trouvés enlevés, le bruit passe de 8.12 à 4.8! et surtout on retrouve le fonctionnement normal du bruit de la somme ou soustraction de signaux totalement décorrélés. La corrélation venait donc apparemment bien des points chauds (29 points chauds sur 2 540 853 pixel!)

 

Après réflexion sur tout cela, je pense que le bruit thermique est un bruit aléatoire qui suit les même règles additions est soustraction de bruit. Le niveau du bruit thermique dépend de la température mais je pense qu'entre deux darks les bruits thermiques sont totalement décoréllé. Les points chauds sont des anomalies du capteur qui corrèlent spatialement les photos et fausse donc les mesures de bruit. Il faut les enlever.

 

La différence entre le bruit de la soustraction et le bruit de l'addition de deux darks, le tout divisé par deux et retranché sur bruit de l'image avec point chaud doit renseigner vraisemblablement du le niveau de bruit thermique.

 

 

 

merci.

Modifié 30 septembre 2014 par antoinebba

[Fred_76]

Non, le signal thermique est aussi appelé le courant d'obscurité, ou dark current ou thermal current. Il n'a rien d'aléatoire. Chaque photosite va toujours réagir de la même façon à la température. Ce n'est pas un bruit. Par contre, chaque photosite réagit différemment de son voisin, en ça on a une part d'aléatoire et certains ont vite pris le raccourci de dire que c'est un bruit, mais c'est abusif. Et c'est pourquoi de temps en temps, des curieux, comme toi, s'étonnent de voir des phénomènes étranges en soustrayant deux darks...

 

Le bruit de lecture ou en anglais shot noise ou readout noise est un bruit. D'une photo à l'autre, chaque photosite contiendra une valeur différente. Il dépend de l'électronique dans toute la chaine de traitement du signal et ne dépend pas de la température ni de la durée d'exposition.

 

Le bruit photonique (photon noise) est aussi un bruit. Il est une traduction de l'état quantique des photons. Quand un photon parvient sur un photosite, il peut être converti en électron, ou pas, ou deux... ça ajoute une part d'imprévisibilité. Le même signal (par exemple 10 photons de même longueur d'onde) arrivant sur le même photosite sur deux photos différentes va générer un résultat différent autour d'une valeur moyenne. Ce bruit ne dépend pas du capteur mais juste de la nature des photons.

 

D'autres bruits et biais viennent se greffer à la chaine, mais n'ont pas le même impact sur la qualité de la photo :

- écretage causé par la discrétisation du signal analogique (le courant renvoyé par le photosite est converti en une valeur entière, codée sur 12 ou 14 bits : pas de décimales)

- les poussières et autre vignettage qu'on retire avec les flats

- les photosites aberrants qui ne répondent pas de façon normale au temps d'exposition et à l'illumination, ceux ci ne sont pas bien corrigés par le dark-maître, ils sont en partie responsables de la trame des photos prises sans dithering

- les rayons cosmiques, les avions et satellites... qui sont retirés avec un empilement en sigma clipping

 

Tu peux mesurer tout ça très précisément, il suffit de te rendre sur la page du maître et de suivre la méthode :

 

http://www.astrosurf.com/buil/5d/test.htm

 

A+

Modifié 30 septembre 2014 par Fred_76