tech Calcul des 3 sigmas

[OrionRider]

Bonjour à tous

 

J'ai une question concernant la règle des 3 sigmas.

Pour déterminer la valeur, on dit qu'il faut prendre une brute prétraitée. Mais comment faire en début de séance, alors qu'on n'a pas encore les DOF?

 

Voici la procédure que j'utilise, sur une brute non prétraitée mais en utilisant la commande BGNOISE, qui exclut les étoiles, pixels chauds ou déviants.

Les valeurs obtenues correspondent en tout cas aux constatations sur le terrain.

 

1. Capture d'une brute;
   
2. ouverture dans IRIS par le menu 'fichier/charger ==> files of type photo', qui fait la conversion couleur;
   
3. clic sur le bouton de visualisation ==> auto;
   
4. rectangle de sélection sur une zone aussi 'vide' que possible;
   
5. commande BGNOISE et noter la valeur de RSB.
   

 

J'obtiens en général les valeurs suivantes (moyenne de plusieurs images dans des conditions de ciel différentes):

 

Nikon D70s défiltré (vieux capteur CCD) @ 800ISO

Offset = 5,9

30" = 9,6

60" = 11

120" = 11,7

300" = 22

600" = 53

 

Nikon D7000 (capteur CMOS) @ 800ISO

Offset = 3,8

15" = 11

30" = 14

60" = 17

120" = 31

300" = 38

600" = 48

 

Avec le D70s je fais des poses de 5 à 10 minutes.

Avec le D7000 des poses d'une minute, voire même 30 sec. seraient suffisantes mais dans la pratique je fais 120" à 300".

 

Qu'en pensez vous?

[l.portois]

Salut Laurent,

 

ça me semble bien mais tu ne faisais pas ça en plaçant simplement l'histo entre la moitié et les 2/3 de la dynamique ?

 

Astroamicalement,

 

Laurent

[OrionRider]

Merci Laurent.

 

Depuis que des astrams obstinés sont parvenus à me convaincre de l'utilité d'une approche plus mathématique, je fais la manip avec les 3 sigmas, avec Iris, les ADU, le RMS, les commandes console et tout ça...

 

Note que ça ne change rien du tout, en tout cas en ce qui concerne mon D70s, toujours aussi lent à la détente...

 

Mais au moins maintenant, je sais pourquoi.

[mbnb24]

A partir du moment où tu tiens bien tes 120 à 300s sans jeter trop de brutes pour bouger, filé d'étoiles etc... Ton traitement sera d'autant plus rapide qu'il y aura moins de brutes. L'avantage de poser plus court est que ton FWHM sera probablement plus faible du fait d'une moins grande diffusion lumineuse autour des étoiles, tes aigrettes seront diminuées (même si tu utilises un monobras avec masque anti-aigrettes). Si ton ciel présente quelques nuages, que quelques voitures peuvent se pointer avec des phares etc... tu as moins de risque de perdre du temps d'intégration.

[christiand]

Bonjour

 

L'avantage de poser plus court est que ton FWHM sera probablement plus faible du fait d'une moins grande diffusion lumineuse autour des étoiles,

 

A mon avis le temps d'intégration ne modifie pas la FWHM d'une étoile, je veux dire que la diffusion plus importante de change pas la valeur (sous réserve que l'étoile n'arrive pas à saturation).

 

D'ailleurs j'ai lu récemment ce même propos dans un article paru sur AS MAG et je ne comprends pas.

 

Ici je fais souvent l'expérience : une FWHM sur une étoile posée 3 secondes sera la même sur une pose de 20, 30, 60 ou 300 secondes. Cela sous condition que la monture sache bien suivre, mais c'est un autre débat.

 

 

Ceci dit on a tout intérêt à poser "court" en zone polluée pour limiter la montée du bruit photonique qui devient rapidement majoritaire face au bruit thermique ou au bruit de lecture d'un CCD.

Quand je dis "poser court" cela sous entend une pose en luminance sans filtrage bien sur.

 

Bref il vaut mieux poser court et faire beaucoup de courtes poses, car c'est le temps d'intégration total qui compte finalement.

La règle des "3S" est une simple indication sur le temps de pose mini à adopter pour maginaliser le bruit de lecture, ensuite on peut poser très longtemps, jusqu'à saturation du capteur... cela ne sert pas forcément à grand chose et ça va dépendre de l'astram et de sa façon de voir les choses...

 

Il existe un bon exposé sur le site de Marc Jousset relatif à l'imagerie en zone polluée.

 

 

 

Christian

[benjamindenantes]

Globalement, tes résultats semblent cohérents.

Après, la différence entre le signa sur une brute non prétraitée avec BGnoise ne doit pas être très différent du sigma sur une brute prétraitée normalement.

Ensuite, sur un site connu avec son matos habituel, inutile de pousser le vice a refaire le comparatif tous les soirs. Une fois qu'on a une idée globale en fonction du matos et du site, on sait a peu près quel temps de pose unitaire choisir.

Dans ton cas, tu pourras soit faire des poses de 60s quand tu voudras affiner ta fwhm soit faire 120 ou plus quand tu voudras alléger ton traitement.

 

A mon avis le temps d'intégration ne modifie pas la FWHM d'une étoile, je veux dire que la diffusion plus importante de change pas la valeur (sous réserve que l'étoile n'arrive pas à saturation).

 

D'ailleurs j'ai lu récemment ce même propos dans un article paru sur AS MAG et je ne comprends pas.

 

Chez moi, je constate un gain entre des poses de 30s et des poses de 2 minutes. Pour moi, c'est plus lié à la qualité du suivi/autoguidage qu'a la stabilité du ciel.

Un ciel instable sera de toutes façons capté par une pose de 30s.

Modifié 4 septembre 2017 par benjamindenantes

[acmalko]

Ca m'intéresse cette discussion.

 

On vient justement d'en avoir une similaire sur un groupe facebook, peut-être même webastro.

 

Christiand, tu confirmes que la règle des 3 à 4 offsets est un minimum et pas une valeur idéale qu'il est inutile de dépasser ? Car les avis divergent à ce sujet. Thierry Legault parle d'un facteur de 3 à 4 comme optimal.

 

OrionRider, j'ai fait le test récemment pour trouver un équivalent à Iris dans Pixinsight .

J'en avais conclu, par erreur peut être, que "bgnoise" donnait le bruit du fond de ciel alors que le sigma (RMS root mean square) est l'écart-type et que ces 2 valeurs ne correspondaient pas à la même chose.

Dites moi si je me trompe.

 

Pour finir, si la brute n'est pas prétraitée, ne mesure t-on pas le bruit de l'offset ?

[OrionRider]

Merci à tous pour votre contribution!

 

Je vois que les avis sont partagés entre les partisans des 'poses-courtes-qui-font-des-étoiles-plus-fines' et les 'poses-longues-plus-faciles-à-traiter'.

 

Jusqu'ici, je n'avais pas vraiment le choix, vu les performances (sic) du D70s.

Mon principe c'était: la pose la plus longue possible tout en gardant un suivi correct et une image pas trop orange.

 

En pratique: 5 à 10 minutes. Plus que ça et les flexions bousillent l'image. Moins que ça et on ne voit rien sur les brutes...

 

Désormais, avec le D7000 je passerai à des poses de 2 minutes, bon compromis entre flexions, saturation et durée de traitement. Sans oublier le temps global perdu entre chaque image si on fait du dithering.

 

J'en avais conclu' date=' par erreur peut être, que "bgnoise" donnait le bruit du fond de ciel alors que le sigma (RMS root mean square) est l'écart-type et que ces 2 valeurs ne correspondaient pas à la même chose.

Dites moi si je me trompe.[/quote']

J'aurais du mal à te corriger, vu que je n'y comprends pas grand-chose moi-même. Sinon je n'aurais pas ouvert ce fil...

Je me contente de faire ce que les 'pros' m'ont dit de faire (dans la mesure où ça m'arrange bien quand même...).

 

si la brute n'est pas prétraitée, ne mesure t-on pas le bruit de l'offset ?

Oui, il s'ajoute au reste, mais ça ne fait que décaler les valeurs. La comparaison reste correcte. Enfin, je crois...

 

inutile de pousser le vice a refaire le comparatif tous les soirs. Une fois qu'on a une idée globale en fonction du matos et du site' date=' on sait a peu près quel temps de pose unitaire choisir.[/quote']

 

Tout de même, j'ai constaté de gros écarts d'une nuit à l'autre. Les valeurs ci-dessus sont des moyennes mais les extrêmes variaient du simple au double. Raison de plus pour choisir 120sec, valeur 'sûre' dans toutes les conditions.

 

le temps d'intégration ne modifie pas la FWHM d'une étoile, je veux dire que la diffusion plus importante de change pas la valeur (sous réserve que l'étoile n'arrive pas à saturation).

 

La FWHM est la mesure de la gaussienne à mi-hauteur. Le signal s'étale en fonction du temps de pose pour plusieurs raisons: mouvements erratiques de la monture, vibrations, diffusion de l'atmosphère, 'seeing',...

 

Donc je pense que plus longtemps on pose et plus la FWHM moyenne de l'ensemble des étoiles grandit. Pense au noyau de M42. Avec 15 sec chaque étoile est encore résolue. Avec 300sec il ne reste qu'une énorme zone blanche.

 

Si on ne mesure que la FWHM des étoiles les plus petites, alors OK, ça ne change pas car une pose plus longue 'révèle' des étoiles invisibles sur les poses plus courtes. Donc même si les grosses étoiles sur l'image sont hyper-cramées, il reste toujours des étoiles très faibles et très fines.

Modifié 4 septembre 2017 par OrionRider

[Roch]

Il faut bien se rendre compte que "3 sigma" c'est une valeur arbitrairement donnée comme bonne, et pas du tout quelque chose à obtenir à tout prix

 

Simplement, le gain est de plus en plus faible à mesure que l'on augmente le temps de pose. Mais ce gain existe bel et bien.

 

Pour mettre les choses en perspective, voilà un petit tableau.

 

On se place dans le cas ou je considère qu'un RSB ( rapport signal sur bruit ) de 100% est obtenu avec un temps de pose infini.

 

2 sigma -> RSB à 75% du max

3 sigma -> RSB à 89% du max

4 sigma -> RSB à 94% du max

5 sigma -> RSB à 96% du max

10 sigma -> RSB à 99% du max

50 sigma -> RSB à 99.96% du max

 

Pour retrouver les valeurs, c'est facile, la formule est la suivante ( j'appelle ça le rendement de l'image ) :

 

Rendement = 1 - (sigma de l'offset)²/(sigma de la brute)²

 

Perso je suis à 50% ou 60% dans mes images - soit environ un rapport de sigma de 1.5 - et ça ne me gêne pas plus que ça, puisque j'en tire du bénéfice dans le piqué global.

 

Poser plus court a plusieurs avantages :

 

- peut entraîner une amélioration du piqué si le suivi n'est pas parfait

- on aura moins d'objets saturés dans son champ

- on peut réduire la proportion de déchets car ceux-ci impactent un temps moins long ( lampe torche, avion ou autres )

- limitation de la turbu en dessous d'un certain temps de pose

 

Et les inconvénients majeurs sont :

 

- le stockage des fichiers

- le temps de traitement

- l'usure de l'obturateur s'il est mécanique

 

A toi de voir ce qui te convient le mieux

 

Cela dit, il y a quand même des choses étranges dans tes mesures, à savoir ces sauts dans les valeurs entre 60 et 120 secondes pour le D7000 par exemple...

Modifié 4 septembre 2017 par Roch

[christiand]

Donc je pense que plus longtemps on pose et plus la FWHM moyenne de l'ensemble des étoiles grandit. Pense au noyau de M42. Avec 15 sec chaque étoile est encore résolue. Avec 300sec il ne reste qu'une énorme zone blanche.

 

Non, la FWHM reste la même quelque soit le temps de pose, sous réserve que l'étoile ne soit pas saturée et que la monture suive correctement (donc sans étalement du signal à cause des erreurs mécaniques..).

Donc la 1ere chose à faire serait de mesurer le niveau de saturation de tes taches blanches...

 

Christian

[christiand]

J'ajouterais que la mesure de la FWHM est sans doute le moyen le plus simple d'évaluer le seeing : pose courtes de 3 à 5 secondes puis mesure de la FWHM. Ce temps de pose relativement court permet d'intégrer la turbu.

Ensuite on pose.... et on doit retrouver la même valeur après 300 secondes ... si la valeur augmente c'est signe d'un défaut de la monture. Mais rien à voir avec les effets de diffusion de l'étoile sur le CCD.

 

Christian

[mbnb24]

Si tu fais un fwhm sur les plus grosses etoiles plus tu poses longtemps, plus le halo lumineux autour sera marqué et plus la valeur mesurée sera élevée. Comme le dit orionrider, sur les petites etoiles l incidence est bien moindre. Comme les aigrettes, seules des poses très courtes permettent de les limiter

[christiand]

Si tu fais un fwhm sur les plus grosses etoiles plus tu poses longtemps, plus le halo lumineux autour sera marqué et plus la valeur mesurée sera élevée

 

nan

 

Le pic augmente avec le temps de pose mais la valeur à mi hauteur reste la même... heureusement d'ailleurs sinon les observatoires pro auraient du soucis à se faire...

[OrionRider]

Non, la FWHM reste la même quelque soit le temps de pose, sous réserve que l'étoile ne soit pas saturée

 

Mais il y a plein d'étoiles saturées sur chaque image. C'est même celles qu'on voit en premier.

Des étoiles dont le centre est à 255. Pour reprendre l'exemple du noyau de M42, presque chaque étoile est 'blanche' en son centre.

 

Et si on pose trop longtemps, sur la brute les étoiles proches finissent par se fondre l'une dans l'autre. La FWHM de ces étoiles a donc grandi, non?

[geparent]

Bonjour

mon expérience empirique

Je cherche a avoir une image finale la moins bruitée possible (un insecte se posant sur un étang calme et sans ride se verra mieux qu'un caillou tombant dans un torrent)

idéalement pour ce qui me concerne de l'ordre de 5

je me débrouille en fonction de mes mesures sur des poses différentes

ex:si sur une pose de 60s j'ai sigma 60 il me faudra 144poses pour arriver aux 5 désirés

60/racine carrée de 144,

sur 144minutes j'aurais un meilleur résultat( au moins aussi bon)qu'avec 72 poses de 2 minutes si elles ont un sigma de 100(100/8,48)

et finalement j'arrive souvent au ratio indiqué par T.Legault(offset brut bruité à 16)

Gérard

[christiand]

Orion : oui; si tes zétoiles sont saturées elles peuvent s'étaler, là c'est normal.

Je commentais les écarts de FWHM sur les sources ponctuelles non saturées, je viens de refaire des mesures sur brutes, mes très faibles étoiles à 8000 ADU ont une FWHM de à 3.5 pix, et mes étoiles très lumineuses à 34000 ADU ont une FWHM de ... 3.5 pix. Pas de différence et pourtant l'aspect est très différent, les étoiles à 34000 ADU paraissent "étalées"... mais ce n'est qu'une illusion et un simple réglage de seuil montrera le même "spot" sur le CCD.

Mais je parle CCD avec une dynamique de 16 bits, et non du 8 bits qui sature à 256.

 

Bon, je te laisse tranquille...

 

 

Christian

[OrionRider]

Merci aux derniers intervenants!

 

@Christian:

 

Je suis têtu donc j'ai voulu tester sur mes brutes et finalement, tu as raison.

 

Entre 30sec et 300sec les étoiles ont à peine grandi. Visuellement, c'est très différent: elles semblent plus grosses parce qu'elles sont plus 'fortes', mais en mesurant le nombre de pixels dans PhotoShop, on arrive à une taille similaire, même pour celles qui sont saturées. Elles ne sont pas 10x plus grosses sur les poses de 300sec.

La maigre différence peut parfaitement provenir des flexions, défauts d'autoguidage, etc. En 300sec, il s'en passe des choses...

 

 

Modifié 4 septembre 2017 par OrionRider

[acmalko]

J'aime bien cet article, une fois la barrière de la langue passée

 

http://dslr-astrophotography.com/long-exposures-multiple-shorter-exposures/