(Topic unique) calculs et généralités autour des CMOS (calcul des 3 sigma, gain à utiliser, analyse d'un capteur...)

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Bonjour à tous,

comme je vois passer régulièrement les mêmes questions autour des CMOS (caméras et APN), j'ai décidé de créer un nouveau topic unique qui permettrait de répondre à toutes vos interrogations.

On centralisera ainsi toutes les règles, les bonnes pratiques, etc.. sur le même topic.

 

Nous aborderons ainsi les sujets suivants :

• Petit aparté concernant les calculs numériques
• Empilement et dynamique
• Comment analyser le graphe d'un capteur
• Déterminer son temps de pose ou règle des 3 sigma
• DARKS, FLATS, BIAS (OFFSETS) et DITHERING
• Calcul de l'échantillonnage idéal avec un CMOS

 

Petit aparté concernant les calculs numériques

 

Notions de calcul binaire

Nous travaillons ici en binaire, c'est à dire que l'électricité qui passe dans un fil (ou un bit) ne peut avoir que 2 états : état 0 éteint et état 1 allumé.

Si nous travaillons cette fois sur 8 fils en parallèle (8 bits), nous pouvons obtenir 2 puissance 8 = 256 états différents (entre 0 et 255).

Enfin si nous travaillons sur 16 fils (16 bits), nous pouvons obtenir 2 puissance 16 = 65536 états différents (entre 0 et 65535).

Nous obtenons ainsi différentes puissances de 2, à savoir 2, 4 , 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768 et 65536.

Toute l'informatique repose sur ces notions et il est intéressant de les connaître pour bien assimiler son fonctionnement.

 

Les octets

Ainsi quand on parle d'octet, cela correspond à 8 bits (octo : 8 ). Attention également, en anglais octet se prononce Byte, donc 1 Byte = 8 bits (1B = 8b).

Avec 256 états différents, il est ainsi possible de coder tout l'alphabet avec des caractères spéciaux, des symboles etc...

L'invention de la table de caractères ASCII a permis de développer un langage informatique (cette table de caractères a depuis été remplacée par la table ANSI ou Unicode sous Windows).

Par exemple, la lettre A possède le code ASCII 65 ce qui en binaire correspond à 0100 0001 ou encore 41 en hexadécimal.

Ainsi, l'octet est devenu la base de toute l'informatique. Par exemple, le texte brut contenu sur une feuille A4 peut être codé sur seulement 2000 octets environ (2 kilo-octet ou 2ko), soit environ 400ko seulement pour un livre de 200 pages !

 

Poids d'une image en octets

Pour une image en 16 millions de couleurs, un pixel peut être codé sur 3 octets seulement (1 octet pour chaque couche R, V, B), soit 256 puissance 3 =16 777 216.

Une image BMP non compressée de 1024 x 768 pèsera alors exactement 1024 x 768 x 3 = 2.359.296 octets, soit 2.25 Mégaoctets^* (2.25Mo) :

 

En revanche une image FIT (par définition non compressée et codée sur 16 bits) issue d'une ASI6200MC de 62 millions de pixels pèsera environ 116Mo.

En effet, avec 9576 x 6388 x 2 = 122.353.920 octets ou encore 116Mo (un pixel est codé sur 2 octets pour arriver à 16 bits) :

 

^* A noter qu'un Mégaoctet vu par l'ordinateur ne représente pas 1.000.000 (soit 10 puissance 6) mais 1.048.576 octets (soit 2 puissance 20).

C'est pour cette raison que 2.359.296 / 1.048.576 = 2.25Mo et pas 2.36Mo.

 

Merci à @keymlinux pour le complément d'explication suivant :

Citation

 

L'appellation Mo décrit 1000000 (10^6) octets et non pas 1048576 (2^20). Lorsque l'on parle de puissances de 2 il faut parler de Mio (mébioctet) et non pas de Mo (mégaoctet). Il y a l’équivalent pour les Kio, les Pio, etc...

C'est aussi valable en anglais pour les MB et les MiB (lire mebibyte, rien avoir avec un film de SF...).

Donc lorsque tu achètes un disque dur de 4To et qu'une fois installé tu n'en vois que 3.63, c'est normal, ton ordi compte en binaire donc 3.63 Tio.

Et il s'agit une norme internationale publiée initialement en 1998 par l' IEC  (ref  IEC 60027-2).

 

Débits et vitesse de connexion

Si on parle d'une connexion de 100Megabits par seconde, nous obtenons une vitesse de 10 Méga-octets par seconde environ (8 bits + des bits de contrôle).

Idem quand on parle de Gigabits, 1 Gigabit/s équivaut à 100Mo/s (100 Méga-octets par seconde).

Il faut donc faire très attention aux symboles utilisés. 100MB/s en anglais correspond à 100 Méga-octets par seconde quand 100Mb/s correspond à 100 Mégabits par seconde.

Avec une connexion fibre de 1Gb/s, en théorie on pourrait ainsi transférer une image FIT de 120Mo (issue d'une ASI6200) en moins de 2 secondes !

 

Empilement et dynamique

 

Quand on empile 4 fois plus d'images, on obtient 1 bit de dynamique en plus.

Ainsi on gagne 2 bits pour 16 images empilées, 3 bits pour 64, 4 bits pour 256 images, etc..

Il est intéressant de connaître cette notion, car si on perd 2 bits (ou 2 stops) en montant de 400 à 800 ISO par exemple, alors il faudra empiler 16 fois plus d'images à 800 ISO pour avoir la même dynamique qu'à 400 ISO.

De même, avec une caméra 12 bits on devra empiler 16 fois plus d'images qu'une caméra 14 bits pour obtenir la même dynamique, et 256 fois plus qu'une caméra 16 bits !

 

Une grande dynamique d'image permet de faire ressortir les faibles extensions sans cramer le cœur d'une galaxie par exemple, mais aussi d'obtenir des dégradés de gris ou de couleurs plus riches.

 

Comment analyser le graphe d'un capteur ?

 

Nous allons d'abord voir les différentes notions qui vont nous permettre d'analyser correctement et simplement (sans trop de formules compliquées) les différentes valeurs dans les graphes mis à disposition des constructeurs.

Pour cela nous allons avoir besoin de connaître le fonctionnement d'une caméra ou d'un APN.

 

FW : Full Well

Un capteur CMOS contient un certain nombre de pixels, composés de puits de potentiel qui vont, comme un entonnoir qui recueille de l'eau de pluie, recueillir les photons qui arrivent sur le capteur, les transformer en électrons, et les convertir en unités numériques (ADU) à l'aide d'un convertisseur Analogique/Digital (ADC).

Ces entonnoirs ne sont pas infinis, c'est à dire que quand l'entonnoir déborde, le pixel est dit "saturé".

La capacité de ces entonnoirs à photons est donnée par le premier graphe, à savoir le FW ou Full Well, ou encore la capacité des puits de potentiel des pixels.

Une fois les électrons convertis numériquement, nous obtenons une valeur en ADU. Le convertisseur (ADC) est généralement donné sur un nombre de bits, entre 8 et 16 avec une capacité en ADU entre 256 (8 bits) et 65536 (16 bits).

 

GAIN

Le second graphe nous donne généralement le GAIN, à savoir combien d'électrons sont convertis en ADU pour un gain donné.

GAIN et gain ne sont donc pas la même chose.

le GAIN s'exprime en électrons par ADU (e-/ADU) alors que le gain n'est qu'une amplification du signal reçu (de la même façon qu'on retrouve les ISO sur les APN) et s'exprime en décibels (échelle 0.1dB sur les graphes).

Ainsi pour une amplification donnée de xx décibels, le GAIN en électron par ADU évoluera.

Une valeur intéressante de ce graphe du GAIN se situe quand 1 électron = 1 ADU, on appelle ceci le gain unitaire et c'est généralement la valeur qu'on va utiliser le plus souvent pour faire nos images, avec un bon compromis entre le bruit et la dynamique.

 

DR : Dynamic Range

Le 3ème graphe va nous montrer la courbe de la dynamique du capteur (DR ou dynamic Range) en nombre de stops (ou en bits), comparable à un APN.

Cette dynamique est maximale au gain 0 et va décroître régulièrement si on monte le gain.

Une dynamique de 16 bits va nous permettre d'avoir 65536 niveaux de gris ou de couleurs sur chaque pixel, quand une dynamique de 8 bits ne nous donnera plus que 256 niveaux de gris ou de couleurs possibles.

 

Read Noise

Enfin le dernier graphe nous donnera le bruit de lecture de la caméra, ou le Read Noise, en électrons.

Le bruit de lecture dépend du capteur mais aussi du gain utilisé.

Plus le gain est élevé, plus le bruit de lecture va baisser dans une certaine mesure pour finir par stagner.

 

Prenons maintenant 2 exemples concrets et analysons-les.

 

EXEMPLE 1 : ASI183MM

 

Comment analyser cette caméra ?

 

Tout d'abord nous voyons dans le premier graphe, que la capacité des puits de potentiels est de 15.000 électrons environ à gain 0.

Pour convertir ces 15.000 électrons en ADU au gain 0 on voit sur le second graphe que le GAIN est de 3.6 environ.

3.6 = 15.000 / ADU donc ADU = 15.000 / 3.6 ce qui  nous donne environ 4166 ADU pour 15.000 électrons.

En numérique, la valeur la plus proche de 4166 est 4096, soit 2 puissance 12 en binaire ou encore 12 bits.

Il est donc inutile d'utiliser un ADC supérieur à 12 bits avec cette caméra, puisque les puits de potentiel ne vont que jusqu'à 4096 ADU.

 

Sur le second graphe, on voit que le gain unitaire (pour rappel l'endroit sur le graphe où 1 électron = 1 ADU) se situe au gain 120 (soit 12dB d'amplification).^*

A ce gain, la dynamique est de 11 bits environ et le bruit de lecture a bien chûté de 3.0e- à environ 2.2e-.

C'est à ce gain qu'on fera la plupart de nos images.

Travailler à un gain inférieur nous donnera une plus grande capacité des puits de potentiel, donc un risque de saturation moins élevé.

Travailler à un gain supérieur nous donnera un bruit de lecture plus faible, mais une dynamique plus faible et une saturation qui arrivera plus rapidement.

^* Sur d'autres graphes ou mesures réalisées, on note un gain unitaire de 111 et non pas 120. Sur l'ASiair par exemple, ce gain unitaire est bien paramétré à 111.

 

A noter que plus on monte le gain plus on réduit la dynamique du capteur.

On voit que la courbe du bruit de lecture s'infléchit vers 200 de gain et le bruit ne descend plus beaucoup ensuite.

A 300 de gain (soit 30dB d’amplification !), on n'a plus que 8 bits de dynamique pour 1.5e- de bruit de lecture, et il ne reste plus qu'une capacité de 400 électrons dans les puits de potentiel, la saturation des pixels intervient très rapidement.

Monter le gain sur ce type de capteur peut toutefois être intéressant quand on travaille en narrowband (avec filtres SHO) car la perte de lumière due aux filtres est importante et les temps de pose unitaires deviennent très longs.

Pour réduire ce temps de pose à des valeurs acceptables, on augmente alors le gain. Cela permet également de limiter l'ampglow de ce capteur (l'électroluminescence sur le côté du capteur) qui devient très difficile à retirer après 5 minutes de pose.

 

EXEMPLE 2 : ASI2600MC

 

Comment analyser cette caméra ?

 

On voit dans le premier graphe que la capacité des puits de potentiel est bien plus élevée sur cette caméra que l'ASI183 du dessus.

A gain 0, elle est de 50.000 électrons. Ce qui veut dire qu'elle saturera nettement moins rapidement, permettant une bonne dynamique sur les objets à fort écart de luminosité (M42, M31, etc..).

Pour convertir ces 50.000 électrons en ADU au gain 0, le GAIN du second graphe est de 0.8 environ.

Ce qui nous donne 50.000 / 0.8 = 62500 ADU environ.

Il nous faudra cette fois un ADC de 16 bits (65536 étant la valeur la plus proche en numérique).

 

Sur ce capteur, on voit une chute rapide du bruit de lecture qui survient à gain 100 (10dB d'amplification).

Cette chute s'explique car à ce gain de 100 le capteur déclenche son boost d'ampli et passe en mode HCG (High Conversion Gain).

Cet ampli va booster le gain du capteur avec pour conséquence un bruit fortement réduit tout en conservant la dynamique d'origine.

Ceci est assez révolutionnaire et typique chez Sony depuis le réputé A7S qui déclenche son mode HCG à partir de 2000 ISO.

 

Sur ce type de capteur, on ne peut pas parler de gain unitaire puisque le GAIN démarre seulement à 0.8, mais on prend alors le gain de déclenchement du mode HCG, à savoir 100 sur ce capteur.

 

On continue l'analyse et on voit ensuite que le bruit de lecture ne descend plus au-delà du gain 100.

Il est donc inutile de dépasser le gain 100 puisqu'on baisserait alors la dynamique du capteur sans réduire le bruit.

Si un APN était équipé de ce capteur, on dit alors qu'il devient ISOLess à partir de l'ISO correspondant au déclenchement du mode HCG.

Pour revenir au Sony A7S, il est donc particulièrement intéressant de travailler à 2000ISO mais monter plus haut en ISO ne fera rien gagner, au contraire, on perdra en dynamique.

Sur ce capteur IMX571 de l'ASI2600MC, on n'a finalement que 2 gains de travail : 0 dans les cas où limiter la saturation est importante (photométrie par exemple, ou conserver la couleur des étoiles brillantes), et 100 pour tout le reste.

 

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Déterminer son temps de pose ou Règle des 3 Sigma

 

Attention je donne ici une version très simplifiée pour ne pas être obligé de sortir des formules compliquées

 

L'idée ici est de déterminer le temps de pose unitaire idéal qui permettra de sortir les plus faibles signaux du fond de ciel de son lieu d'observation.

Ces mesures et ces calculs ne sont pas à refaire avant chaque sortie, mais cela permet d'avoir une bonne indication en fonction de son ciel habituel et de son matériel.

Cela évite de gâcher inutilement plusieurs soirées avec des temps de pose qui ne seraient pas adaptés.

Il est donc intéressant de perdre quelques heures à réaliser cette manip une bonne fois pour toutes, que ce soit en poste fixe ou même en nomade si l'on revient souvent sur le même site.

 

Ceci est également utile lorsqu'on a déjà décidé de partir sur un temps d'exposition total, par exemple 2h. Une fois qu'on a pris cette décision, il reste à savoir en combien de poses unitaires on va le découper (8x15min, 12x10min, 24x5min, 60x2min ?).

Plus le temps de pose unitaire sera faible, plus le rapport signal sur bruit (RSB) de l'image empilée va diminuer à cause du bruit de lecture. Si on respecte la règle des 3 sigmas ci-dessous, on sait qu'on va contenir ce phénomène de façon acceptable.

 

Enfin cette manip permet aussi d'éviter de récupérer de la trame sur sa brute d'empilement à cause d'un temps de pose unitaire qui ne serait pas suffisant.

 

Ici je cite @Roch, merci à lui :

Citation

Des facteurs comme la pollution lumineuse (PL), la présence de la Lune ou la hauteur de la cible peuvent influer sur le résultat puisqu'ils changent la luminosité de fond de ciel.

Néanmoins, il est intéressant de faire le test sur la zone la plus noire possible de son ciel (le zénith par une nouvelle lune et un ciel bien dégagé ).

Ainsi même dans toutes les autres configurations le rapport sigma obtenu sera toujours supérieur puisque le fond de ciel sera plus lumineux.

 

Temps de pose unitaire minimum

Sur une image nous avons du signal et du bruit. Du bruit de fond de ciel (ou bruit photonique), du bruit thermique et du bruit de lecture, principalement.

• Le signal évolue comme la somme des signaux.
• Le bruit évolue comme la somme quadratique des différents bruits (racine carré de la somme des bruits au carré).

Par conséquent plus on pose, plus le signal monte, mais le bruit quant à lui monte moins vite.

On augmente ainsi le rapport signal / bruit (RSB) avec un temps de pose unitaire plus long, ou avec un nombre de poses plus élevé, sachant que plus le temps de pose total est élevé plus le RSB le sera également.

 

Mais il faut quand même que les signaux les plus faibles ne soient pas noyés dans le bruit sur une pose unitaire sinon ils n'apparaîtront pas quelque soit le temps de pose total.

• Pour calculer le temps de pose unitaire minimum, le bruit de fond de ciel doit être au moins 3 fois supérieur à l'ensemble des autres bruits ^*.
• L'amplitude du bruit est caractérisée par son écart-type ou sigma. C'est ce qu'on appelle la règle des 3 sigma.

^* Je vous invite pour en savoir plus à lire ces 2 topics intéressants :

et

Pour trouver la valeur du bruit de fond de ciel, il faut donc éliminer les autres bruits ou signaux parasites.

• Les pixels chauds/froids d'origine thermique s'éliminent avec une soustraction de dark, le bruit thermique quant à lui est parfaitement négligeable sur les CMOS.
• Idéalement il faut également faire un flat pour éliminer le vignetage et les poussières sur le capteur qui pourraient fausser les mesures.
• Le bruit de lecture ne peut pas s'éliminer, il faut donc le déterminer en le mesurant sur un bias (offset) unique.

Si le sigma du fond de ciel est supérieur à 3x le sigma de l'offset alors le temps de pose unitaire est suffisant pour sortir les plus faibles signaux.

 

Temps de pose unitaire maximum

Si on considère le bruit de photons (convertis en électrons) sous un ciel sans aucune pollution lumineuse, sans Lune et au zénith, on a une formule qui donne le rapport signal / bruit (RSB) :

• RSB = nombre d'électrons / racine (nombre d'électrons).

Si on reprend l'exemple de l'ASI2600MC plus haut :

• A gain zéro, le RSB max est donc de 50.000 / racine (50.000) = 223
• A gain 100, le RSB max est de 18.000 / racine (18.000) = 134

Il peut donc être intéressant de travailler à gain 0 dans le cas où on a besoin d'un RSB important.

• Si on travaille sous un ciel bien noir sans aucune pollution lumineuse (PL) ni présence de Lune, alors rien n'interdit de poser le plus longtemps possible (à conditions de ne pas saturer des zones sensibles).
• En revanche la pollution lumineuse et la présence de la Lune vont contribuer à faire monter le bruit de fond de ciel à des valeurs parfois indécentes allant jusqu'à saturation du capteur (image toute blanche !).
  Il faut donc faire très attention dans ces 2 cas-là (PL et Lune) à ne pas poser trop longtemps car le fond de ciel va monter inexorablement et va noyer les faibles signaux dans le bruit photonique.

En pratique on essaiera de rester entre 3x et 5x sigma et on multipliera les poses.
 

L'utilisation de filtres anti-PL, h-alpha ou multibandes contribuera également à augmenter le signal tout en maîtrisant le bruit de fond de ciel.

 

Comment calculer les 3 sigma sous Siril ?

• Sous SiriL, on ouvre une des brutes calibrées sur laquelle on a déjà retiré Dark et Flat.
  Attention, pour les possesseurs d'APN, n'ouvrez pas directement un fichier RAW, sinon les valeurs seront faussées. Il faut travailler sur des fichier FIT impérativement.
• Si on a déjà traité avec un script Pré-traitement_xx, alors on va dans le dossier Process et on prend un fichier pp_brute.fit (pre-processed) ou éventuellement une brute calibrée et alignée r_pp_brute.fit (registered).
• Si on travaille sur une caméra couleur, on n'oublie pas de cocher 'dématriçage' au moment d'ouvrir l'image.
• Puis on zoome au maximum dans l'image et on trace un cadre d'environ 100x100 dans le fond de ciel sans étoiles ni nébulosités, clic droit et Statistiques :
  
• Ce qui donne ceci :
  
• La valeur sigma représente l'écart-type de l'ensemble des bruits. Vu qu'on travaille sur une image déjà calibrée, les seuls bruits qui restent ici sont le bruit de fond de ciel (ou le bruit photonique) et le bruit de lecture.
• Maintenant on ouvre un bias (offset) unique (pas un master_bias) réalisé au même gain ou ISO puis on procède de la même façon :
  
• Dans ce cas précis d'un temps de pose court, et dans le noir complet, le sigma du bias va nous donner l'ensemble des bruits qui se résume au bruit de lecture.
• On fait maintenant sigma brute / sigma offset : 14.5 / 4.8 = 3.02

Avec un temps de pose de 120s, sous ce très bon ciel sans Lune, au zénith et avec un filtre Optolong L-Pro, j'étais donc pile-poil à 3x sigma

J'aurais donc pu poser unitairement plus longtemps, mais les cibles choisies auraient pu saturer (notamment le coeur de M81 dans l'exemple ci-dessus qui sature très vite).

C'est pourquoi j'ai choisi de rester à 3x sigma et de multiplier les poses.

• Si on veut mesurer très rapidement son sigma pour avoir une idée approximative, on peut aussi prendre une brute non calibrée. La différence n'est pas énorme, comme on le voit ci-dessous :
  
• Nous obtenons un sigma de 16.5 au lieu de 14.5 sur la brute non calibrée (normal puisqu'on a toujours le bruit thermique dans l'image, qui est avec les nouveaux capteur CMOS franchement négligeable).
• 16.5 / 4.8 = 3.43, on a une différence de 13% entre la calibrée et la non-calibrée

Pour la suite, si vous réalisez toujours vos images au même gain, vous pourrez ainsi déterminer votre sigma rapidement car l'offset ne change pas, son sigma est constant.

Ici pour cette caméra et à gain 100, je sais que le sigma de mon offset est autour de 5.

Il sera ainsi très rapide de mesurer le sigma du fond de ciel sur mes images brutes ultérieures non calibrées, de le diviser par 5 et de retirer environ 15% au résultat.

Le sigma de mon fond de ciel sur mes brutes non calibrées devra donc se situer quelque part entre 18 et 30.

 

Pour finir je vous montre quand même l'image finale de cette séance réalisée avec 70 poses de 120s, empilées sous SiriL et post-traitée sous CS5.

Double-clic dans l'image pour obtenir la full :

 

Exemple sous un ciel pollué

Un autre exemple, cette fois sous un ciel extrêmement pollué (depuis mon jardin parisien à 3km du périphérique !) et sous une Lune très présente :

• 15 secondes de pose seulement, filtre L-Pro (pourtant anti-pollution) :
  
  On a vu plus haut que le sigma de mon offset est de 5.
  En 15 secondes de pose seulement, le bruit du fond de ciel est déjà monté à 6x le bruit de lecture (34.1 / 5 - 15%).

• 30 secondes de pose, toujours filtre L-Pro :
  
  Nous sommes cette fois à 14x sigma en seulement 30 secondes de pose (80.2 / 5 - 15%) !
  La moyenne du fond de ciel atteint déjà la valeur de 2664 ADU !!

Si je continuais à monter le temps de pose unitaire dans ces conditions, j'arriverais à saturation des pixels uniquement avec le bruit photonique en moins de 5 ou 10 minutes avec pour conséquence une image toute blanche !

Sans aucun filtre, cette saturation par le bruit photonique serait arrivée bien avant, sans doute en moins de 5 minutes !!!

C'est pour cette raison que sous un ciel pollué, il faut essayer de ne pas dépasser 5x sigma dans la mesure du possible, y-compris avec un filtre.

• Je retire cette fois le filtre L-Pro et je le remplace par le L-Extrême (filtre multibandes, voir mon autre article sur les filtres. 
  180 secondes de pose cette fois, toujours dans les mêmes conditions de ciel en pointant M42 très proche de la Lune gibbeuse :
  
  Cette fois, le bruit de fond de ciel est relativement bien contenu avec 9x sigma en 180 secondes de pose (54.2 / 5 - 15%), à comparer avec les 14x sigma en seulement 30 secondes du L-Pro.

Ces filtres sont tout de même assez miraculeux, comme on peut le voir avec cette image réalisée la veille du Solstice d'été (pas de nuit astronomique), dans mon jardin parisien et sous une Lune assez présente.

55 poses de 180 secondes avec l'ASI2600MC et le filtre L-Extrême.

Double-clic pour obtenir la full :

 

 

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DARKS, FLATS, BIAS (OFFSETS) et DITHERING

 

Avec les capteurs CMOS, certaines habitudes ont changé par rapport aux capteurs CCD.

 

Darks, offsets (bias)

Le premier point concerne les Bias (ou offsets).

Sur les capteurs CCD, il était de coutume de faire une optimisation du dark voire une carte des pixels chauds.

Par conséquent il fallait supprimer le bias au dark et à la brute.

 

Avec les capteurs CMOS, notamment ceux qui ont de l'ampglow (électroluminescence sur le côté du capteur), il est déconseillé de réaliser une optimisation du dark.

Par conséquent la formule (brute-bias) - (dark-bias) se simplifie et se résume à brute - dark.

 

En revanche il est toujours indispensable de retirer le bias du flat.

Avec certains écrans à flat, il n'est pas rare de devoir poser plusieurs secondes pour éviter la trame horizontale visible sur le flat.

Avec un temps de pose de plusieurs secondes, il est alors possible que des pixels chauds commencent à apparaître.

Il convient alors de réaliser non plus des bias mais des darks de flats.

 

Pour résumer, avec un capteur CMOS il est préférable de faire : 

• ses DARKS au même temps de pose, au même gain (ou ISO) et à la même température que ses BRUTES, mais dans le noir absolu
• ses BIAS (ou darks de flats) au même temps de pose, au même gain (ou ISO) et à la même température que ses FLATS, mais dans le noir absolu

 

Trame et Dithering

Les capteurs CMOS actuels ont un autre défaut, à savoir la présence du bruit dit « télégraphique ».

Le bruit télégraphique se manifeste comme des points brillants surgissant dans l’image au hasard, avec une durée de vie d’une fraction de seconde à quelques secondes. On voit très bien ce type de bruit dans les images de bias que l’on fait les unes derrière les autres.
Pour éliminer ce bruit, on applique un empilement avec rejet des pixels déviants qui est relativement efficace.

La trame (que les américains appellent "Walking Noise") peut être due :

• aux traces de ce bruit télégraphique mal retiré,
• aux résidus de pixels chauds (brillants) ou froids (sombres) dus à un mauvais retrait du dark (ou des darks pas à la même température que les brutes),
• ou encore à un temps de pose unitaire trop court qui n'atteint pas les 3 sigma (voir plus haut).

De plus, quand on autoguide, on va guider de sorte à rester systématiquement sur la même étoile, au pixel près.
Avec des capteurs couleurs notamment, qui possèdent une matrice de Bayer (voir mon autre article sur les filtres en signature pour comprendre comment ils fonctionnent), pour obtenir la bonne couleur des étoiles il va falloir que ces étoiles se retrouvent successivement sur les pixels R, V et B du capteur.

 

En décalant la monture de quelques pixels aléatoirement (et j'insiste sur le mot aléatoirement) entre les poses successives (après chaque pose ou x poses), on va ainsi décaler non seulement les pixels chauds, froids et déviants au fil des images, mais on va également obtenir une couleur des étoiles qui reflètera la réalité.
Cette méthode s'appelle le dithering, elle s'utilise conjointement à l'autoguidage, et la plupart des outils de guidage (PHD2 notamment ou SharpCap, ou encore le Lacerta M-Gen) possèdent cette fonction.

Lors du pré-traitement, l'empilement avec rejet des pixels déviants va ainsi supprimer tous les résidus de bruit et supprimer la trame.

 

Calcul de l'échantillonnage idéal avec un CMOS

 

En astrophotographie, plusieurs critères de qualité entrent en compte :

• une bonne résolution d'image (planètes, petits objets du ciel profond comme les galaxies ou nébuleuses planétaires)
• un bon rapport signal/bruit (RSB) pour sortir les plus faibles signaux (les faibles extensions d'une nébuleuse ou les bras ténus d'une galaxie)
• une bonne sensibilité du capteur si le temps nous est compté (en nomade par exemple pour des temps de pose plus courts, ou si on utilise une monture faiblarde)
• le champ photographié (grandes étendues de nébuleuses, La lune ou le Soleil en entier, grandes galaxies comme M31)

 

La résolution dépend principalement de la focale de l'instrument et de la taille des pixels du capteur. C'est ce qu'on appelle l'échantillonnage.

Le champ quant à lui dépend de la focale et de la taille totale du capteur.

 

Les formules qui suivent ne sont pas à suivre absolument à la lettre, il est évident que si on cherche du grand champ, on ne pourra atteindre une bonne résolution.

Il faut définir son cahier des charge en fonction des objets que l'on affectionne.

• Celui qui privilégie les faibles galaxies cherchera la résolution et adaptera focale et taille des pixels de sa caméra pour obtenir l'échantillonnage résolvant.
• Celui qui privilégie les grandes nébuleuses aura intérêt à prendre un grand capteur associé à une faible focale.

Enfin sachez qu'un capteur à petits pixels sera forcément moins sensible qu'un capteur à pixels plus grands, il lui faudra donc poser plus longtemps.

 

Quelques formules :

Le champ photographié est donné par la formule :

• C (en degrés) = 57.3 x T / F (avec T = taille du capteur en mm et F la focale en mm)

La résolution ou pouvoir séparateur d'un instrument est définie par la formule simplifiée :

• R (en secondes d'arc) = 120 / D (diamètre de l'instrument en mm)

La formule de base pour calculer l'échantillonnage est  :

• E  (en secondes d'arc) = 206 x P / F  (avec P les pixels en µ et F la focale en mm)

L'échantillonnage étant basé sur un signal numérique, il faut prendre en compte les théorèmes de Nyquist et Shannon :

La représentation discrète d'un signal exige des échantillons régulièrement espacés à une fréquence d'échantillonnage supérieure au double de la fréquence maximale présente dans ce signal.

Ils indiquent "Supérieur au double", donc en pratique on échantillonnera idéalement 3 fois la résolution souhaitée (échantillonner 3 fois revient à dire qu'on prendra 1/3 de la résolution souhaitée).

 

Pour en savoir plus, je vous invite à lire cet excellent article du site AVEX : https://www.avex-asso.org/dossiers/wordpress/fr_FR/dossiers-pratiques/informatique-pratique/echantillonnage
 

 

 

En planétaire

Ces formules sont tout à fait valables puisqu'on va travailler en vidéo à des temps de pose très courts permettant de figer la turbulence.

Aussi pour un télescope C8 de 2000mm de focale et 200mm de diamètre et une caméra ASI224 (pixels de 3.75µ) :

• La résolution théorique d'un C8 est de 120 / 200 = 0.6" d'arc (secondes d'arc).
• L'échantillonnage idéal en planétaire est donc de 0.6 / 3 = 0.2"
• Avec l'ASI224 ce C8 sera échantillonné au foyer à 206 x 3.75 / 2000 = 0.38"
• Il conviendra alors d'ajouter une Barlow 2x ce qui amènera le C8 à 4000mm de focale et 0.19" d'échantillonnage

 

En ciel profond (CP)

Cette fois les choses sont différentes. Comme on cherche en général à sortir de faibles signaux, on va prendre des temps de pose parfois très longs.

En CP en lucky-imaging on va utiliser des temps de pose unitaires très courts et des instruments très ouverts pour récolter un maximum de lumière, par conséquent les règles qui sont en vigueur en planétaire sont valables dans ce cas précis.

 

En revanche, dans le cas de temps de pose unitaires très longs (de quelques dizaines de secondes à plusieurs minutes), la turbulence atmosphérique va alors dégrader et empâter les images au fil de la pose.

C'est alors le seeing qui va conditionner la résolution maximale possible.

En France, le seeing moyen est d'environ 3" d'arc (souvent entre 2.5" et 3.5").

Les meilleurs soirs sous les meilleurs sites français, on peut rarement espérer descendre sous 1.5" d'arc (au Chili on descend régulièrement sous la seconde d'arc, ça laisse rêveur !).

 

En pratique il faudra donc estimer le seeing de son lieu d'observation, et adapter son échantillonnage à ce seeing.

• Pour un seeing moyen de 3" on considère un échantillonnage de 1" (1/3 du seeing) comme correct.
• Pour un seeing parfait de 1.5" on considère un échantillonnage de 0.5" (1/3 du seeing) comme correct.

En fonction de son tube optique on choisira sa caméra/APN en tenant compte de ces valeurs, ou on choisira son tube en fonction de sa caméra/APN.

• Par exemple pour ma FSQ106 à F/5 (530mm de focale) j'ai fait le choix de l'ASI183MM précisément car elle me donne un échantillonnage = 206 x 2.4 / 530 = 0.93" d'arc
• Soit un échantillonnage parfait pour un seeing moyen, dans le but d'imager des galaxies ou des nébuleuses planétaires avec une bonne résolution.
• Je possède une seconde caméra pour le grand champ avec la FSQ106, une ASI6200MC (full frame 24x36), cette fois-ci pour les grandes nébuleuses.
• Avec le réducteur 0.72x (380mm de focale), je suis échantillonné à 206 x 3.76 / 380 = 2" d'arc seulement mais je couvre alors un champ énorme de 57.3 x 36 / 380 = 5.5° sur 57.3 x 24 / 380 = 3.7° !

 

Binning ou pas binning ?

Contrairement aux caméras CCD où le binning augmente la sensibilité, celui-ci n'apporte rien de spécial sur les CMOS, hormis des fichiers moins lourds.

• A part si vous êtes franchement sur-échantillonné (au-delà de 5x), il est alors préférable de réaliser vos images en bin1, et de réduire l'image finale en toute fin de traitement, ce qui réduira le bruit.
• On a ainsi toute latitude de choisir le rapport de réduction de l'image en fonction de ses besoins.

 

 

[olivierfred42]

Ce post manquait!!!! Merci pour ton travail et toutes les connaissances que tu diffuses sur le forum..

[des-eaux-troubles]

Bonjour,

Merci d'avoir pris le temps de nous expliquer le comportement des capteurs ( 1er post).

 

J'ai essayé de comprendre avec mon APN (Sony alpha 7s).

1ère difficulté : avoir les mêmes courbes que celles que tu présentes ( ce sont apparemment les courbes ZWO).

J'ai finalement trouvé celle du site de Thierry Legault. Je n'ai pas trouvé celle de Gain ni celle de Full Well et donc pas pu reproduire les calculs que tu fais.

Par contre cela indique qu'il se passe quelque chose à 2000 iso environ. Que faire ? Se mettre à 1600 iso ou 2500 iso, les deux valeurs accessibles autour des 2000 iso ?

 

2ème difficultés : existence d'une autre courbe que je ne comprends pas.

 

 

 

 

 

 

 

[Colmic]

il y a 20 minutes, des-eaux-troubles a dit :

Par contre cela indique qu'il se passe quelque chose à 2000 iso environ. Que faire ? Se mettre à 1600 iso ou 2500 iso, les deux valeurs accessibles autour des 2000 iso ?

 

Si tu regardes bien les 2 premiers graphes, ils se comportent exactement comme l'ASI2600MC au gain 100.

On voit que l'ampli se déclenche à 2000 ISO, le bruit de lecture chute brusquement et la dynamique remonte.

Donc l'idée, c'est absolument de faire ses images après le déclenchement de l'ampli, à savoir à 2000 ISO et pas plus haut puisqu'ensuite le bruit de lecture ne baisse plus, contrairement à la dynamique.

Certains (dont moi) montaient quand même jusqu'à 3200 ISO, car le problème du A7S étant son star-eater, on est quand même limités à 30s de pose maxi, donc il faut quand même du signal et sur certains objets on ne dépasse pas les 3 sigma à 30s et 2000 ISO.

[LucaR]

Bravo et merci, très instructif!

 

Quelques questions:

 

Il y a 2 heures, Colmic a dit :

Il est donc inutile d'utiliser un ADC supérieur à 12 bits avec cette caméra, puisque les puits de potentiel ne vont que jusqu'à 4096 ADU (ou encore 15.000 électrons environs).

Ca j'ai pas bien compris. Ce que je comprend c'est qu'à gain 0, il faut 3,6 électrons pour que l'ADC considère qu'il y a un ADU. Mais si on est à gain unitaire par exemple, alors 1 électron sera transformé en 1 ADU c'est bien ça? Et donc s'il y a 15000 électrons dans le puit il y a 15000 ADU possibles, du coup pourquoi pas un ADC à 14 bits? (16834 ADUs)

 

Il y a 1 heure, Colmic a dit :

Comment calculer les 3 sigma sous Siril ?

C'est intéressant mais je vois pas bien l'intérêt en pratique de calculer le temps de pose minimum APRES avoir fait ses poses🙂 Si on constate qu'on n'était pas bon on n'a plus que ses yeux pour pleurer! 

 

Et puis j'aurais précisé que ce critère n'est qu'un parmi d'autres, celui qui maximisera la dynamique des brutes si on y arrive, mais quand on veut déterminer son temps de pose avant une session ya plein d'autres paramètres à prendre en compte et il faut trouver le bon équilibre de balance bénéfice/risque entre tous.

 

Il y a 1 heure, Colmic a dit :

Maintenant on ouvre un bias (offset) unique (pas un master_bias) réalisé au même gain et à la même température que notre brute

Partout où sont décrits les méthodes de prise de bias il est dit que la température n'importe pas vu le temps de pose extrêmement court, qu'on peut faire ses BIAS une fois pour toutes et réutiliser les mêmes à chaque fois, juste les renouveler de temps à autres pour accompagner des changements dû à l'usure du capteur. Du coup en pratique on n'a jamais de bias à même température que les brutes. Ou alors tu voulais parler de dark?

 

Il y a 1 heure, Colmic a dit :

ses BIAS au même temps de pose, au même gain (ou ISO) et à la même température que ses FLATS, mais dans le noir absolu

Pour moi du coup ce ne sont plus des BIAS mais des Dark de flat comme tu le mentionne plus haut. Juste une question de terminologie.

 

 

 

 

Il y a 2 heures, Colmic a dit :

Sous SiriL, on ouvre une des brutes calibrées (sur laquelle on a déjà retiré les DOF).

 

Ha oui aussi là dessus: si on effectue un retrait de gradient sur ses brutes avant empilement (juste après calibration), est-il préférable de faire ce calcul de sigma avant ou après le retrait de gradient?

[Drase]

Encore un très bon topic unique qui servira de bible ! Merci Colmic

 

il y a une heure, LucaR a dit :

'est intéressant mais je vois pas bien l'intérêt en pratique de calculer le temps de pose minimum APRES avoir fait ses poses🙂 Si on constate qu'on n'était pas bon on n'a plus que ses yeux pour pleurer! 

C’est pour cela qu’on fait généralement ses tests avant  pour avoir une durée de pose optimale qu’on réutilise à chaque fois pour des conditions similaires 

 

il y a une heure, LucaR a dit :

Et puis j'aurais précisé que ce critère n'est qu'un parmi d'autres, celui qui maximisera la dynamique des brutes si on y arrive, mais quand on veut déterminer son temps de pose avant une session ya plein d'autres paramètres à prendre en compte et il faut trouver le bon équilibre de balance bénéfice/risque entre tous

Pour le calcul de temps de pose unitaire optimal non. Par contre c’est abstraction faite des limites de suivi etc... C’est la durée optimale si possible, bien sûr. Et c’est pour des cibles non exceptionnelles, si ton temps de pose unitaire optimal est de 4min, ça ne veut pas dire que tu dois faire des poses de 4min sur un amas globulaire très brillant... sauf si HDR. 
 

Du coup c’est ce paramètre qui permet justement de trouver l’équilibre dont tu parles, entre durée et nombre de poses 

Modifié 10 avril 2021 par Drase

[Colmic]

il y a 43 minutes, LucaR a dit :

Ca j'ai pas bien compris. Ce que je comprend c'est qu'à gain 0, il faut 3,6 électrons pour que l'ADC considère qu'il y a un ADU. Mais si on est à gain unitaire par exemple, alors 1 électron sera transformé en 1 ADU c'est bien ça? Et donc s'il y a 15000 électrons dans le puit il y a 15000 ADU possibles, du coup pourquoi pas un ADC à 14 bits? (16834 ADUs)

 

Si tu es à gain unitaire, tu n'as plus 15.000 électrons, regarde le graphe du FW :

 

A gain unitaire, il ne te reste plus que 4000 électrons, soient 4000 ADU.

On revient toujours aux 4096 et aux 12 bits de l'ADC, sauf qu'à gain unitaire il ne reste plus que 11 bits à peine de dynamique.

 

il y a 49 minutes, LucaR a dit :

C'est intéressant mais je vois pas bien l'intérêt en pratique de calculer le temps de pose minimum APRES avoir fait ses poses🙂 Si on constate qu'on n'était pas bon on n'a plus que ses yeux pour pleurer! 

 

Ben non, tu ne fais TES poses, tu fais UNE pose, tu compares avec ton offset rapidos, et tu sais rapidement si ton temps de pose unitaire est suffisant ou pas pour ce ciel donné et ce soir précis.

Ensuite, à force de le faire, tu finis par connaître ton matos et tu as une bonne idée du temps de pose que tu devras mettre.

 

il y a 52 minutes, LucaR a dit :

mais quand on veut déterminer son temps de pose avant une session ya plein d'autres paramètres à prendre en compte et il faut trouver le bon équilibre de balance bénéfice/risque entre tous.

 

Lesquels par exemple ?

Si tu me dis "la monture ne suit pas assez correctement pour suivre pendant 3 minutes" par exemple, ben je réponds "oublie la règle des 3 sigma et fais au mieux".

Si tu me dis "de toutes façons ce soir ya la Lune qui gêne" je réponds "fais du halpha ou fais la Lune !".

Si tu me dis "tasson mon ciel est pourri" je réponds "met un filtre ou bouge ton cul et va ailleurs ducon !".

 

il y a 56 minutes, LucaR a dit :

Partout où sont décrits les méthodes de prise de bias il est dit que la température n'importe pas vu le temps de pose extrêmement court, qu'on peut faire ses BIAS une fois pour toutes et réutiliser les mêmes à chaque fois, juste les renouveler de temps à autres pour accompagner des changements dû à l'usure du capteur. Du coup en pratique on n'a jamais de bias à même température que les brutes. Ou alors tu voulais parler de dark?

 

Et pourquoi t'aurais idée de faire tes bias à une température différente de tes brutes et de tes flats ?

Si tu raisonnes sur un APN, alors on s'en fout effectivement, dans tous les cas on n'a pas la main sur la température et on fait ce qu'on peut.

 

 

il y a 58 minutes, LucaR a dit :

Pour moi du coup ce ne sont plus des BIAS mais des Dark de flat comme tu le mentionne plus haut. Juste une question de terminologie.

 

Je ne veux justement pas embrouiller les gens, dans SiriL on a un dossier qui s'appelle bias ou offset et pas darkdeflat

 

il y a 59 minutes, LucaR a dit :

Ha oui aussi là dessus: si on effectue un retrait de gradient sur ses brutes avant empilement (juste après calibration), est-il préférable de faire ce calcul de sigma avant ou après le retrait de gradient?

 

Lire ma réponse au-dessus.

On ne raisonne pas en terme de traitement, mais on raisonne avant de démarrer l'autorun de ses poses, pour avoir une bonne idée du temps de pose minimum.

Qu'est-ce que tu viens nous faire un retrait de gradient là ? On parle d'UNE seule brute et d'UN seul offset. Pas d'un traitement complet.

Je pense que je me suis pas bien fait comprendre sur la finalité de la règle des 3 sigma

 

 

[LucaR]

il y a 36 minutes, Colmic a dit :

Si tu raisonnes sur un APN, alors on s'en fout effectivement, dans tous les cas on n'a pas la main sur la température et on fait ce qu'on peut.

Hé oui, je raisonne en APN  En effet on fait en fonction de la météo. Pour les DARK on peut encore s'en sortir en constituant progressivement une biblio (au fur es à mesure de ses poses ou par temps nuagueux). Pour les flat c'est autres chose... 

 

il y a 36 minutes, Colmic a dit :

Lesquels par exemple ?

Si tu me dis "la monture ne suit pas assez correctement pour suivre pendant 3 minutes" par exemple, ben je réponds "oublie la règle des 3 sigma et fais au mieux".

Si tu me dis "de toutes façons ce soir ya la Lune qui gêne" je réponds "fais du halpha ou fais la Lune !".

Si tu me dis "tasson mon ciel est pourri" je réponds "met un filtre ou bouge ton cul et va ailleurs ducon !".

Je peux te dire tout plein de choses 🙂 Chaque session à ses contraintes. Si j'ai qu'une partie de la nuit possible (cause météo ou autre) et que je veux éviter de perdre du temps dans les dark je regarde ce que j'ai comme temps de pose dispo dans ma biblio de dark à la température moyenne de la soirée. Il y a aussi que c'est bien d'avoir assez de poses à empiler pour que l'empilement ait un intérêt (plus longues pauses = moins de fichiers en sortie) donc si on est limité en temps il faut en tenir compte. Il y a le coût des déchets plus élevé, accompagné du risque d'en avoir plus élevé aussi, avec de longues poses - par exemple en cas de météo pas au poil, ou de félins qui rôdent autour de la monture 😄

 

La théorie donne des objectifs et des repères, mais après faut savoir s'adapter en fonction des contraintes 🙂 Et oui elles sont beaucoup plus fortes pour des APN, mais t'as pas précisé "caméras seules" en incipit, t'as même mis "caméras et APNs", alors ça compte aussi!

 

il y a 36 minutes, Colmic a dit :

On ne raisonne pas en terme de traitement, mais on raisonne avant de démarrer l'autorun de ses poses, pour avoir une bonne idée du temps de pose minimum.

OK pigé, le souci c'est qu'on n'a pas forcément un Siril sous la main au début d'une session 🙂 A la base c'est pas un outils de prise de vue, il est pas forcément installé sur son ordi de prise de vue.   Il n'y a pas d'autres outils qui permettent de faire ça? Les imageurs genre Nina ou Ekos ne le proposent pas directement?

 

Et aussi, ça suppose de faire ses flats en début de session. Pourquoi pas, juste une question de nouvelles habitudes à prendre pour certains! Jusqu'ici je les ai toujours fait en fin de session, souvent même le lendemain matin après que ma session aie tourné comme une grande pendant que je pioncais. 

 

Sans parler, évidemment, de ceux qui n'utilisent pas d'ordi du tout (APN, encore...)

 

Modifié 10 avril 2021 par LucaR

[krotdebouk]

il y a 21 minutes, LucaR a dit :

Et aussi, ça suppose de faire ses flats en début de session. Pourquoi pas, juste une question de nouvelles habitudes à prendre pour certains! Jusqu'ici je les ai toujours fait en fin de session, souvent même le lendemain matin après que ma session aie tourné comme une grande pendant que je pioncais. 

Fais une comparaison à postériori sur une brute prétraitée et sur un brute pas prétraitée et tu verras l'écart de sigma entre les deux. Moi c'est environ 15%.

Rien n'oblige ensuite à travailler au millième de sigma pour la session suivante..

[Colmic]

Il y a 3 heures, LucaR a dit :

La théorie donne des objectifs et des repères, mais après faut savoir s'adapter en fonction des contraintes 🙂 Et oui elles sont beaucoup plus fortes pour des APN, mais t'as pas précisé "caméras seules" en incipit, t'as même mis "caméras et APNs", alors ça compte aussi!

 

C'est presque plus important de faire les 3 sigma sur un APN que sur une caméra à la limite, parce que tu peux être complètement dans les choux dans certaines configurations.

Par exemple les gars qui se plantent dans les ISO, font des images à F/10 avec des SC, ou qui posent pas assez longtemps parce que leur monture ne leur permet pas.

Le truc qu'il faut bien se dire, c'est que si ton temps de pose unitaire est trop court, tu pourras faire des centaines de poses que ton RSB sera toujours aussi pourri et que tu ne sortiras toujours pas l'objet convoité.

Les gars qui font des poses courtes en lucky-imaging le savent bien, pour eux ce qui les sauve c'est que le signal de leurs cibles est généralement très élevé (brillance surfacique des objets très forte).

 

Il y a 3 heures, LucaR a dit :

Et aussi, ça suppose de faire ses flats en début de session

 

Le flat n'entre pas en compte dans le calcul des bruits, seuls le dark et l'offset comptent.

Et des darks et des offsets tu peux très bien les avoir dans une bibliothèque.

J'ai parlé des DOF parce que dans la tête des gens ça parle. Le flat n'est pas un bruit, c'est un moyen pour virer le vignetage et les poussières du capteur.

Et tu ne changes pas de ciel tous les 4 matins, généralement on est soit en poste fixe, soit en nomade dans 1 ou 2 sites maximum.

Donc c'est bien de le faire une fois le premier soir par exemple, en faisant quelques images à différents temps de pose, et quand tu rentres chez toi, tu regardes lesquelles passent les 3 sigma.

Comme ça pour les fois suivantes tu sais à quoi t'en tenir. C'est aussi simple que ça.

Faut pas voir les 3 sigma comme un truc à faire impérativement avant toute sortie, mais comme un moyen de connaître ton matériel et de l'adapter au mieux aux conditions de ton ciel.

 

Est-ce plus clair ?

[toyof]

Merci @Colmic pour cette bonne idée et la centralisation de ces informations Top! Je pense qu'on est nombreux à être intéressé. Y compris moi! Ça va devenir une mine d’or ici!

 

J'ai quelque réaction/interrogation/conseil...

 

Concernant les 3 sigmas.

Il y a 6 heures, Colmic a dit :

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

En considérant qu'un rendement de 1 est obtenu avec un temps de pose infini, on voit que :

• 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 ma part, je suis toujours très dubitatif sur cette règle... Enfin, pas la règle en elle-même (elle a un sens et elle a fait ses preuves) mais l’interprétation qu'on en fait: "si tu la respectes nanani nanana, et si tu la respectes pas, attention ceci cela"... On lit tout et son contraire...

J'ai une question déjà: quel est le lien entre le RSB et le ratio du bruit du FDC sur le bruit de lecture ? @Roch parlait de "rendement de l'image"... Est-ce bien la même chose que le RSB? Je n'en suis pas encore convaincu... Et là on est en train de dire RSB à 75% du max, RSB à 89% du max, etc. "RSB", vraiment?

 

Ensuite, cette phrase m'a interpelé:

Il y a 6 heures, Colmic a dit :

On a vu plus haut que passé 10 sigma on ne gagne plus rien à poser plus longtemps.

On y gagne plus en quoi? En RSB? Pareil, c'est peut-être que je n'ai pas compris quelque chose mais je ne vois pas le rapport...

 

Pour moi, et c'est en lisant @Thierry Legault que je l'ai compris, la règle des 3 sigmas (j’aime pas le nom de cette règle d'ailleurs 😄 , on dirait que "sigma" est une unité alors qu'on parle d'un ratio sans dimension🤔), c'est juste pour s'assurer que le temps de pose unitaire que l'on choisit nous permettra de détecter les photons provenant du FDC dans le bruit de lecture avec une incertitude raisonnable (mieux que 3 "sigmas", si on prend un ratio de 4, 5, 6, etc., cette incertitude diminuera encore). Et c'est tout... Je me permet de paraphraser @Thierry Legault: le RSB dépend uniquement du temps de pose total, peu importe combien de temps dure la pose unitaire. La règle des 3 sigmas est un bon repère pour s'assurer que la durée de la pose unitaire va nous permettre de détecter "relativement" facilement le FDC. Et il faut préciser je pense que les photons qui proviennent du FDC sont pour la plupart d'entre nous des photons de la PL. Je suis un peu provoc là mais en gros la règle des x sigmas nous permet de savoir si on va reproduire notre PL correctement sur nos écrans. Je me trompe peut-être lourdement? Je ne suis pas encore super serein sur le sujet... C'était mon cas il n'y pas encore si longtemps que ça : quand les gens parle de cette règle, on a l'impression que si on la respecte, on va avoir une belle image de notre cible. Mais que nenni ! Si on respecte cette règle on sait juste que le bruit de lecture ne va pas "trop" venir mettre le dawa sur notre image.

 

Petite remarque, bienveillante je précise, d'ordre pédagogique, vu que je suis sûr que ce fil deviendra une référence: je pense que ce serait pas mal de parler soit de RSB, soit de SNR. Et de préciser de quoi on parle (de la même chose mais je ne pense pas que ce soit une évidence pour tout le monde).

 

Pour terminer et puisque @Colmic, tu en parles ici spécifiquement, je ne sais pas si tu te souviens mais c'est toi qui m'a conseillé l'ASI 2600 MC et j'en suis ravi!  Ça fait une petit moment que je me pose cette question: je l'utilise à gain 100 et un truc me turlupine car semble contredire la courbe de bruit de lecture en fonction du gain que nous donne ZWO.  C'est juste une question de compréhension car ça ne me pose aucun problème dans ma pratique de l'astrophoto. J'ai analysé avec Siril 2 bias avec l'outil statistique sur un carré le plus uniforme possible de 32x32pix²:

 

Bias n°1 - gain 0 - capteur refroidi à -20°C - tps d'expo 0.01s

	R	V	B
moyenne	500,9	500,9	500,9
médiane	501	501	501
sigma	3,1	3	3,4
avgDev	2,3	2,3	2,5
MAD	2	2	2
sqrt(BWMV)	2,9	2,9	3,1
min	485	486	465
max	520	514	514
moy/sigma	161,580645	166,966667	147,323529

 

Bias n°2 - gain 100 - capteur refroidi à -20°C - tps d'expo 0.01s

	R	V	B
moyenne	501,4	501,4	501,4
médiane	502	501	502
sigma	4,1	3,7	4,4
avgDev	3	2,8	3,1
MAD	2	2	2
sqrt(BWMV)	3,8	3,4	3,8
min	468	480	476
max	518	521	548
moy/sigma	122,292683	135,513514	113,954545

 

Bizarre, non? Je ne m'attendais pas à ce résultat qui tente à montrer que le bruit de lecture est plus important à gain 100 qu'à gain 0?

L'explication que j'ai trouvé est la suivante:

On va dire que j'ai un sigma à 3 ADU à gain 0 et à 4 ADU à gain 100. Or à gain 0 on est selon le graphe du GAIN à 0.8 e-/ADU et à gain 100 à 0.25e-/ADU. Donc, si je convertis mon sigma en e-, je me retrouve avec un sigma à 2.4e- (3x0.8) à gain 0 et à 1e- (4x0.25) à gain 100. Et la ça colle! Même si c'est pas tout à fait les valeurs du graphes, on est pas si loin et ça me rassurerait que ma cam fonctionne bien (qu'à gain 100 mon bruit de lecture est bien réduit)! Si c'est pas tout à fait les mêmes valeurs que le graphes, je pense que va vient du fait que le bruit est une quantité ô combien difficile à mesurer! Le sigma (écart-type dans Siril) donne une indication du bruit mais ce n'est pas le bruit.

 

Watch! Qu'est ce que je suis bavarre... Bon ben, en espérant que a minima @Colmic, tu m'auras lu jusque là

 

 

 

 

 

[LucaR]

il y a 26 minutes, toyof a dit :

Je suis un peu provoc là mais en gros la règle des x sigmas nous permet de savoir si on va reproduire notre PL correctement sur nos écrans.

Intéressant, j'ai pas du tout la réponse, mais s'il s'avères que tu as raison, est-ce que ça n'aiderait pas quand même, du coup, pour le retrait de gradient? Je connais pas bien les algos de retrait de gradient mais j'imagine qu'ils donnent de meilleurs résultats avec une PL "correctement reproduite"? C'est tellement galère quand ils n'y arrivent pas ou mal...

Modifié 10 avril 2021 par LucaR

[Colmic]

il y a une heure, toyof a dit :

Si on respecte cette règle on sait juste que le bruit de lecture ne va pas "trop" venir mettre le dawa sur notre image.

 

Je pense que tout peut être résumé dans ta phrase en fait

Tu sais que je ne suis pas un fan absolu des formules mathématiques, je préfère largement me fier à mon instinct et surtout à ma loi de Colmic (merci @Phil49 pour ce clin d'oeil que je vais maintenant reprendre pour toi ) à savoir mon rapport plaisir / emmerdement

Pour tout te dire, je n'ai jusqu'à ya pas si longtemps, jamais utilisé la règle des 3 sigma pour me faire mes opinions, je fais des essais je regarde ce que ça donne et je recommence avec d'autres paramètres. Voilà comment je marche.

Seulement, puisque je vois très régulièrement des questions sur ce forum sur cette règle des 3 sigma, sur comment on fait pour comprendre les graphes, sur les temps de pose à prendre, quel gain, comment on fait les flats et les bias etc.., j'ai décidé d'en faire un topic unique avec recueil des règles ou des bonnes pratiques, afin que les gens le retrouvent plus facilement.

 

il y a une heure, toyof a dit :

On va dire que j'ai un sigma à 3 ADU à gain 0 et à 4 ADU à gain 100. Or à gain 0 on est selon le graphe du GAIN à 0.8 e-/ADU et à gain 100 à 0.25e-/ADU. Donc, si je convertis mon sigma en e-, je me retrouve avec un sigma à 2.4e- (3x0.8) à gain 0 et à 1e- (4x0.25) à gain 100. Et la ça colle! Même si c'est pas tout à fait les valeurs du graphes, on est pas si loin et ça me rassurerait que ma cam fonctionne bien (qu'à gain 100 mon bruit de lecture est bien réduit)! Si c'est pas tout à fait les mêmes valeurs que le graphes, je pense que va vient du fait que le bruit est une quantité ô combien difficile à mesurer! Le sigma (écart-type dans Siril) donne une indication du bruit mais ce n'est pas le bruit.

 

Et oui, dans ta première phrase tu as indiqué un sigma, qui provient d'un calcul sur la base des ADU.

Il faut effectivement remettre le tout en électrons.

 

il y a une heure, toyof a dit :

c'est juste pour s'assurer que le temps de pose unitaire que l'on choisit nous permettra de détecter les photons provenant du FDC dans le bruit de lecture avec une incertitude raisonnable (mieux que 3 "sigmas", si on prend un ratio de 4, 5, 6, etc., cette incertitude diminuera encore). Et c'est tout...

 

Oui.

Maintenant effectivement sous un ciel pollué, tout ceci est remis en question, puisque le bruit de fond de ciel peut augmenter dans des proportions dramatiques. Idem sous une grosse Lune.

 

[Colmic]

@toyof je t'invite à lire ceci, c'est la meilleure explication que j'ai trouvée :

 

[toyof]

il y a 15 minutes, LucaR a dit :

est-ce que ça n'aiderait pas quand même, du coup, pour le retrait de gradient?

Je ne pense pas. Quand l'extraction du gradient ne fonctionne pas bien, à mon avis , c'est pas à cause du bruit. Par définition le bruit est aléatoire et non reproductible. Le gradient est une information comprise dans le signal du FDC et par définition reproductible. Et le bruit c'est quelque chose qui se mesure localement. Le gradient c'est une information qui se trouve dans le FDC sur l'ensemble de l'image. L'extraction du gradient corrige en premier lieu le signal (je ne sais pas à quel point il agit sur le bruit).

Si ton FDC est super bruitée par le bruit de lecture, à la limite, tu ne verras même plus le gradient même s'il existe réellement (mais tu ne l'as pas bien mesuré à cause du bruit de lecture) et dans ce cas l’extraction de gradient sera inutile (tu ne vas pas chercher à supprimer une info que tu n'as pas mesurée).

Mais tout ça reste très théorique. Avec nos super capteurs d'aujourd'hui le bruit de lecture est de plus en plus faible. Et avec nos "supers" PL, le bruit de la PL est en général bien plus élevé que le bruit de lecture. Donc réussir à ne pas reproduire correctement le gradient à cause du bruit de lecture, faut vraiment poser très très très court...

[toyof]

il y a 39 minutes, Colmic a dit :

je t'invite à lire ceci, c'est la meilleure explication que j'ai trouvée :

 J'avais déjà lu .

Ce qui ne me plait pas dans ce post de @Jean-Baptiste_Paris , c'est qu'il semble considéré le bruit de lecture comme dépendant du temps d'expo (puisque son but initial était de comprendre la règle des 3 sigmas).  Il prend comme hypothèse un FDC à 10.000ADU et donc comme c'est purement du bruit photonique que le bruit du FDC = 100ADU (racine(10.000)). Dans son calcul il maintient constant le bruit du FDC à 100ADU et il fait varier le bruit de lecture pour avoir différent ratio 2s, 3s ,4s, etc. (le "s", c'est pas des secondes mais des sigmas). Or quand on augmente le temps d'expo (car c'est bien de ça dont il s'agit quand on parle de la règle des 3 sigmas), c'est le signal et donc le bruit du FDC qui va varier (augmenter) alors que le bruit de lecture reste constant. Et puis surtout, sur sa courbe, il calcule le ratio du bruit du FDC (100ADU) sur le bruit de la somme du FDC et du bias (en fonction du bruit de lecture)? Quand se retrouve t-on avec la somme du FDC et du bias dans le processus de calibration?

 

Aller du coup, je poursuis sur la formule de @Roch!  Pareil je ne comprends pas cette formule car elle suggère que le signal de bias est égal au bruit de lecture au carré! Ce qui est faux! Contrairement au bruit photonique, il n'y a aucune relation entre le niveau du bias et le bruit de lecture. Je pense qu'il a voulu comparé le signal de bias au signal du FDC (mais je me trompe peut-être). Autant OK le signal du FDC est égal au carré de son bruit mais cette relation ne fonctionne pas entre le signal de bias et le bruit de lecture.

 

Moi le meilleur post que j'ai trouvé et qui résume l'intérêt de cette règle :

A partir de "Pour les autres : pas besoin de relire tout le fil, vu qu'il y a quelques errements et noeuds au cerveau superflus. En résumé :" 🤣 J'adorerai toujours son tact!

[Colmic]

@toyof je vais reprendre l'article sur les 3 sigma afin d'être le plus clair possible et je vais aussi virer la partie de Roch pour ne pas mettre trop de doute dans la tête des gens.

Je vois en relisant que je ne suis pas clair du tout alors que je veux au contraire vulgariser cette partie pour que chacun le comprenne.

On revient dans quelques instants...

[Colmic]

Voilà, j'ai édité et tout repris.

J'ai supprimé les formules lourdes et incompréhensibles et essayé de vulgariser au maximum avec des termes simples.

@toyof est-ce que c'est mieux selon toi ?

 

EDIT : j'en ai profité pour ajouter des notions élémentaires de calcul numérique dans le premier post

[dauphin-joyeux]

Le 10/04/2021 à 16:26, Colmic a dit :

 

 

FW : Full Well

Un capteur CMOS contient un certain nombre de pixels, composés de puits de potentiel qui vont, comme un entonnoir qui recueille de l'eau de pluie, recueillir les photons qui arrivent sur le capteur, les transformer en électrons, et les convertir en unités numériques (ADU) à l'aide d'un convertisseur Analogique/Digital (ADC).

Ces entonnoirs ne sont pas infinis, c'est à dire que quand l'entonnoir déborde, le pixel est dit "saturé".

La capacité de ces entonnoirs à photons est donnée par le premier graphe, à savoir le FW ou Full Well, ou encore la capacité des puits de potentiel des pixels.

Une fois les électrons convertis numériquement, nous obtenons une valeur en ADU. Le convertisseur (ADC) est généralement donné sur un nombre de bits, entre 8 et 16 avec une capacité en ADU entre 256 (8 bits) et 65536 (16 bits).

 

 

Une valeur intéressante de ce graphe du GAIN se situe quand 1 électron = 1 ADU, 

 

 

 

Il y a 23 heures, Colmic a dit :

 

Si tu es à gain unitaire, tu n'as plus 15.000 électrons, regarde le graphe du FW :

 

A gain unitaire, il ne te reste plus que 4000 électrons, soient 4000 ADU.

On revient toujours aux 4096 et aux 12 bits de l'ADC, sauf qu'à gain unitaire il ne reste plus que 11 bits à peine de dynamique.

réponse au-dessus.

 

 

 Moi aussi, je ne comprends pas pourquoi on perd de la dynamique quand 1 photon (pas tous hélas) donne un électron qui donne un adu :

Je croyais (naïvement ?)  qu'un "full well" de 15000 signifie que le pixel est capable d'accumuler 15000 e-  et que si l'adc a la dynamique suffisante, on obtient une valeur de 15000 adu avec un gain unitaire.

Dans ton exemple, je ne comprends pas pourquoi il ne reste plus que 4000e-  :  en quoi le gain change-t-il ma capacité physique du pixel ( c'est à dire le "condensateur" qu'il contient) ? Il me semblait que ce gain ne provenait que du calibrage de l'adc, qu'avec un gain de 4 par ex, 15000e- donnent 60000 adus avec un adc 16 bits.

Contrairement au CMOS, ma CCD (Sbig ST 8300 M)  donne 2,7 adus par électron : quel intérêt ?

 

 

[LucaR]

Alors j'ai testé les 3 sigmas sur des brutes et bias réels, j'ai quelques interrogations:

 

- Faut-il prendre la mesure sur le BIAS dématricé ou non dématricé?

 

- Chez moi la différence de sigma entre une brute non pré-traité et une brute pré-traitée est énorme. Pas du tout 15%! 

 

En non pré-traité j'ai des sigma de l'ordre de plusieurs centaines:

 

 

Alors qu'en pré-traité on tombe plutôt sur la cinquantaine:

 

 

Est-ce normal docteur? 🙂

 

- Quand à mon bias... 

 

 

Si je me base sur la brute prétraitée donc, j'en déduis que mon temps de pose est exécrablement trop bas!! Je suis à un rapport 1 sur les couches bleue et verte, et au dessous de 1 sur la couche rouge!  Et donc il me serait impossible de dégager du signal très faible même avec beaucoup de poses, car il serait perdu dans le bruit de lecture - si j'ai bien compris le principe.

 

Si je me base sur la non-prétraitée en revanche au contraire c'est très bon, les rapports étant de autour de 7 à 8. 

 

Or il se trouve que cette session où j'ai fait cette mesure m'a permis de dégager pas mal d'IFN autour de nos amies M81 et M82 - signal réputé particulièrement faible, donc typiquement celui qu'on ne pourrait pas chopper avec un mauvais rapport de sigma, selon ce principe. Il s'agit de cette photo en l'occurrence (la deuxième, celle en grand champs) : 

 

Du coup quoi en déduire? Je me suis planté quelque part dans mes mesure? Ou bien c'est la comparaison avec la non prétraitée qui a raison? Il y aurait une spécificité des APN sur ce point? 

 

Ici c'était un Canon 650D défiltré partiel en l'occurrence, avec objectif Samyang 135mm F/2, des poses de 90 secondes. Je pourrais éventuellement aller jusqu'à 2 minutes de poses mais au delà la PL prend une place considérable et commence à noyer le signal donc je ne pense pas pouvoir aller plus loin.

Modifié 12 avril 2021 par LucaR

[keymlinux]

Bonjour

 

@LucaRSur ta première photo, où tu obtiens plusieurs centaines pour le sigma, tu as au moins 2 étoiles prises dans ta selection, donc c'est normal d'avoir un sigma aberrant (regarde au 1/3 en partant du haut, totalement à droite dans don rectangle de selection). 

Ne fais pas ta selection avec l'image affichée en entier, fait un zoom, puis fait une selection là ou tu es sûr que c'est le fond du ciel.

 

Moi perso, lorsque je fais une selection pour le calcul de sigma du fdc, je sélectionne une zone d'environ 50x50 pixels (d'ailleurs, @Colmic, pendant qu'on y est, ma selection n'est t'elle pas trop petite pour que la statistique soit pertinente, y a t'il des bonnes pratiques à respecter sur la taille de la selection, hors le fait de ne pas selectionner d'etoiles ou de nébulosité ?)

 

Cordialement

[rmor51]

Le 10/04/2021 à 16:26, Colmic a dit :

Pour convertir ces 15.000 électrons en ADU au gain 0 on voit sur le second graphe que le GAIN est de 3.6 environ.

gain et GAIN ce n'est pas la même chose ? Je ne pige pas.

[Colmic]

Il y a 15 heures, dauphin-joyeux a dit :

Contrairement au CMOS, ma CCD (Sbig ST 8300 M)  donne 2,7 adus par électron : quel intérêt ?

 

Ce n'est pas moi qui ai réalisé ces graphes, je ne fais qu'essayer de les interpréter

 

Les CCD n'ont justement pas de gain (amplification) à régler, pas de question à se poser, le GAIN est donc toujours constant.

Maintenant les technologies ont évolué, les CCD ne sont plus fabriquées nulle part, il faut donc se faire une raison et voir le positif dans ce qui sort maintenant.

Et tu peux très bien utiliser ton CMOS comme tu utilisais ta CCD, à savoir à gain 0, avec la dynamique et le Full Well au maximum, mais avec un bruit de lecture plus important.

Monter le gain permet de réduire le temps de pose tout en conversant un bruit de lecture assez bas.

 

Avec des pixels de 2.4µ (ou 3.7 dans le cas de l'ASI2600), la sensibilité devrait être réduite par rapport à des pixels de 5.4 (8300) voire de 9µ (STL11000, 16803).

Mais elle réussissent justement ce tour de force de gagner en sensibilité avec des pixels plus petits.

L'ASI183 monte à 85% de rendement quantique, 90% pour l'ASI2600 dans le bleu.

Alors oui on perd du Full Well en montant le gain, on pourrait se dire que 4000 électrons c'est vraiment que dalle !

 

Cependant, voilà ce que j'ai réussi à en sortir, à gain unitaire pour commencer, et ceci avec seulement 530mm de focale et 78 minutes de pose : double clic dans l'image pour la full

 

Et maintenant à gain 270, là où normalement il ne reste plus que 600 électrons de FW et 9 bits de dynamique, en seulement 27 minutes de pose : 

 

Il y a 7 heures, LucaR a dit :

- Faut-il prendre la mesure sur le BIAS dématricé ou non dématricé?

 

Si tu as pris ta brute dématricée, alors prend ton bias dématricé aussi, tant qu'à faire.

L'idée c'est de pouvoir mesurer le bruit de lecture du bias (qui ne contient que ça comme bruit) et le déduire de la brute calibrée (qui contient le bruit de lecture et le bruit de fond de ciel).

Le but étant de mesurer le bruit de fond de ciel seul.

 

Il y a 7 heures, LucaR a dit :

En non pré-traité j'ai des sigma de l'ordre de plusieurs centaines:

 

D'accord avec @keymlinux sur le fait que tu ne prends pas une zone correcte.

Il faut zoomer au maximum dans l'image et s'assurer qu'on est bien dans le fond de ciel SANS SIGNAL (pas d'étoiles ni de nébulosités j'ai bien précisé).

N'oublie pas non plus que tu es dans une zone à IFN. Il ne faut donc pas tracer ton carré là où il y a potentiellement des IFN. Pour ça tu peux te mettre en mode histogramme au lieu de auto-ajustement par exemple.

 

Autre point : tu utilises un objectif à F/2, un vrai entonnoir à photons.

Si ton ciel a une PL assez forte, tu vas faire monter très très vite ton fond de ciel, regarde bien ce que je dis dans le paragraphe déterminer le temps de pose maximum.

Si tu obtiens 6 à 7 sigma en zone de PL forte, alors tu poses beaucoup trop et c'est contre-productif. Il faut rester entre 3 et 5 sigma.

Mais à mon sens, vérifie déjà ton bias qui ne me paraît pas correct.

 

Il y a 7 heures, LucaR a dit :

- Quand à mon bias... 

 

Pour moi ton bias a également un problème. Regarde les valeurs dans le R par rapport au V et B.

Que ce soit le sigma mais aussi la moyenne, tout est différent dans ta couche rouge.

Fuite de lumière à la prise du bias ? Capteur défectueux suite au défiltrage ?

Commence déjà par refaire un bias dans le noir le plus total, avec un temps de pose minimal et au même ISO impérativement que ta brute.

 

Il y a 2 heures, keymlinux a dit :

d'ailleurs, @Colmic, pendant qu'on y est, ma selection n'est t'elle pas trop petite pour que la statistique soit pertinente

 

Je dirais que 100x100 doit pas être mal. Du moment qu'on ne prend ni étoiles ni nébulosités je ne pense pas que ça joue énormément, il suffit de tracer plus ou moins grand et relancer la statistique pour vérifier, c'est ce que je fais toujours.

Je me place à différents endroits de l'image pour contrôler.

 

il y a une heure, rmor51 a dit :

gain et GAIN ce n'est pas la même chose ? Je ne pige pas.

 

Non ce n'est pas la même chose.

Le GAIN je l'ai expliqué dans le topic, c'est le facteur de conversion des électrons en ADU (e- / ADU).

Il évolue justement avec le gain qui lui est une amplification artificielle du capteur et se lit en décibels (0.1dB par unité).

Un gain à 120 correspond à 12dB d'amplification électronique.

Voir http://www.astrosurf.com/buil/asi183mm/

 

Citation

 

En utilisant le réglage 11 dB, le gain électronique de la caméra ASI183MM passe à 1,046 électron /ADU et le bruit de lecture à 2,0 électrons (binning 1x1). Le tableau suivant donne pour d’autres réglages du gain externe (10 x Gdb) la valeur du facteur de conversion en électrons/ADU et le bruit en électrons :

Les caméras CMOS souffrent d’un déficit de dynamique par rapport aux caméras CCD. Ainsi, compte tenu du codage numérique (16 bits) et de la valeur du bruit, la caméra ATIK460EX affiche une dynamique de 3300 environ, alors que la dynamique de la caméra ASI183MM n’est que de 460 avec le réglage de gain poussé à 27 dB. En revanche la dynamique de cette dernière passe à 2150 si le gain est réglé à 11 dB (gain dit « unitaire », 1 e-/ADU), et s’approche raisonnablement de la caméra ATIK460EX pour un bruit de 2 e- ou 4 e- suivant que l’on travaille en binning 1x1 ou en binning logiciel 2x2.

 

Ici Christian prend le gain 111 et pas 120 ce qui donne 11dB d'amplification électronique.

Dans l'absolu il faudrait appeler le gain l'amplification, ça éviterait les confusions.

 

Christian dans son graphe les nomme comme ceci :

 

Le Gain adjustment est donc le gain sur les graphes (échelle 0.1 dB)

Le electronic Gain est le GAIN (en électrons par ADU)

 

 

[philou31]

il y a 12 minutes, Colmic a dit :

Les CCD n'ont justement pas de gain à régler, pas de question à se poser, le GAIN est donc constant.

Maintenant les technologies ont évolué, les CCD ne sont plus fabriquées nulle part, il faut donc se faire une raison et voir le positif dans ce qui sort maintenant.

Et tu peux très bien utiliser ton CMOS comme tu utilisais ta CCD, à savoir à gain 0, avec la dynamique et le Full Well au maximum, mais avec un bruit de lecture plus important.

Monter le gain permet de réduire le temps de pose tout en conversant un bruit de lecture assez bas.

Merci @Colmic pour ce nouveau topic unique très intéressant.

 

Si je comprends bien ce paragraphe avec un capteur CMOS à gain 0, on évite le lucky imaging et les poses très courtes.

On pratique de manière "plus traditionnelle" avec de poses plus  longues. Le temps max de la poses longues dépendant des conditions de prise de vue : setup, pollution lumineuse, capacité de suivi de la monture, etc.

Si le bruit de lecture reste gérable et acceptable, le gain 0 permet d'exploiter au max les possibilités du capteur. 

 

Est-ce que je fais une bonne interprétation de ce paragraphe ?

[Colmic]

il y a 43 minutes, philou31 a dit :

Est-ce que je fais une bonne interprétation de ce paragraphe ?

 

Absolument.

Dans tous les cas où il est utile de réduire le temps de pose unitaire (PL, Lune, lucky-imaging, monture limite, limiter les satellites et les saloperies sur la pose, besoin de sortir de faibles signaux, etc..) on monte le gain.

Dans les autres cas (aucune PL, besoin d'avoir le RSB au max, besoin de ne surtout pas saturer le capteur, solaire/lunaire, cibles avec un signal important, photométrie, etc..) alors on reste à gain 0.

[keymlinux]

@ColmicDésolé de polluer ton post avec des considérations techniques non directement liées au sujet, mais je viens de m'apercevoir que tu as ajouté une partie "petite appartée sur les calculs numériques"

Sais tu que l'appellation Mo décrit 1000000 (10^6) octets et non pas 1048576 (2^20). Lorsque l'on parle de puissances de 2 il faut parler de Mio (mébioctet) et non pas de Mo (megaoctet). Il y a l'equivalent pour les Kio, les Pio, etc...

C'est aussi valable en anglais pour les MB et les MiB (lire mebibyte, rien avoir avec un film de SF...)

 

Donc lorque tu achètes un disque dur de 4To et qu'une fois installé tu n'en vois que 3.63, c'est normal, ton ordi compte en binaire donc 3.63 Tio)

 

Et il s'agit une norme internationale publiée initialement en 1998 par l' IEC  (ref  IEC 60027-2)

 

Cordialement

[Colmic]

il y a une heure, keymlinux a dit :

Sais tu que l'appellation Mo décrit 1000000 (10^6) octets et non pas 1048576 (2^20). Lorsque l'on parle de puissances de 2 il faut parler de Mio (mébioctet) et non pas de Mo (megaoctet). Il y a l'equivalent pour les Kio, les Pio, etc...

C'est aussi valable en anglais pour les MB et les MiB (lire mebibyte, rien avoir avec un film de SF...)

 

 

Oui je le sais parfaitement, ça a été mon métier pendant 35 ans

Mais si tu regardes bien mes 2 copies d'écran, le calcul est strictement exact.

Je t'invite à faire le test toi-même sous Windows :

 

L'image fait bien 1024 x 768 en BMP, elle pèsera alors exactement 1024 x 768 x 3 = 2.359.296 octets.

2.359.296 / 1.048.576 = 2.25Mo.

Et non pas 2.359.296 / 1.000.000 = 2.36Mo

 

Les constructeurs utilisent le 10 puissance 6 pour les Méga ou le 10 puissance 9 pour les Giga parce que ça les arrange justement, 4To c'est toujours plus vendeur que 3.63To

Windows travaille correctement de son côté, à mon sens c'est lui qui a raison car il ne calcule pas en base 10 mais en binaire dans tous les cas.

A mes tout débuts en informatique (ça remonte à 1980 quand même !) le Mégaoctet n'existait même pas dans nos esprits

1 kilo-octet c'était bien 1024 octets et pas 1000 (et à cette époque du ZX81 qui avait 1ko de mémoire, je peux te dire que les 24 octets étaient importants !!!!).

Les ordi continuent de calculer de la même façon, ça reste des 0 et des 1 pour eux donc du binaire !

 

EDIT : je vais rajouter ta définition pour insister dans l'explication justement. Merci pour ton complément d'explication

 

[LucaR]

Il y a 3 heures, Colmic a dit :

Pour moi ton bias a également un problème. Regarde les valeurs dans le R par rapport au V et B.

 

Ha alors j'ai ptet un élément de réponse...

 

Dans Ekos il y a la possibilité soit de shooter en RAW ("Native"), soit de shooter en FIT:

 

 

Jusqu'ici j'ai toujours tout shooté en RAW parceque je me figurais que Ekos faisait une conversion pour aller vers le FIT, et qu'il valait mieux avoir des brutes sans aucun traitement.

 

Seulement voilà, là j'ai resté tout ce que tu m'as dit (mesures sur la brute sur une zone sans IFN ni étoiles, ainsi que sur la brute prétraitée, refaire un BIAS...) et ça m'a donné les mêmes résultats en ordre de grandeur sur les sigma.

 

Par acquis de conscience j'ai refait aussi des BIAS mais en mettant le format "FITS". Je le charge dans Siril avec dématriçage, et là j'obtiens:

 

 

Valeurs très différentes et qui semblent plus "normales" du coup...

 

Bizarre!! A ma prochaine session je tenterais des brutes en FITS directement pour voir si ça change quelque chose.

 

Et je sens qu'il va falloir que je demande sur les forum Indi/Ekos ce qu'il fait exactement quand on lui demande du "Native" et quand on lui demande du "FITS" dans le cas d'un APN! A moins que Siril ne lise pas de la même façon les RAW et les FITS? Cependant quand je prend un BIAS RAW et que je le convertis en FITS via Siril, j'en reste à mes sigma bizarres comme quand je mesure directement sur le RAW.

 

 

Modifié 12 avril 2021 par LucaR