GAIN / OFFSET

[180Vision]

Je viens poser ici quelques questionnements et recueillir votre science et habitude ou soulever peut être des questions

 

Je me place ici surtout dans le cadre du ciel profond, les résultats étant plus difficiles à observer de façon directe.

 

Choix du gain : Utilisez-vous systématiquement les courbes constructeurs pour évaluer la meilleure zone de choix du gain de votre caméra, en prenant en compte le meilleur compromis entre dynamique et bruit de lecture en outre ?

Est-ce plutôt empirique (à l'analyse des résultats obtenus au fil du temps) ?

Laissez vous au contraire les valeurs par défaut du pilote proposées pour le CP (quand c'est le cas) ?

 

Offset : C'est là que la litérature est beaucoup plus floue et un poil empirique selon la configuration.

Jouez vous avec ces valeurs d'offset ? De quelle façon ?

Vous basez vous sur d'autres principes établis par d'autres ou au contraire l'ignorez-vous totalement ?

 

J'en profite pour mettre des liens sans doute déjà connus des spécialistes ici.

 

(3 parties/articles ) -> https://cloudbreakoptics.com/blogs/news/astrophotography-pixel-by-pixel-part-1

1 autre -> https://daleghent.com/2020/08/understanding-camera-offset

(extrait d'une réponse d'un forum d'astroclub)

-> http://www.forum.astroantony.com/viewtopic.php?t=712

 

Merci pour vos éclairages avisés par avance !

 

Modifié 15 mars 2023 par 180Vision

[krotdebouk]

Du temps de mon ASI183, j'utilisais le gain 53 ou 111 pour du LRVB et 178 pour du SHO. Puis je me fiais (toujours d'ailleurs) à la règle des 3 sigma pour la durée unitaire puisque ça dépend de plein de choses, le ciel, le F/D, les filtres...

Les valeurs de gain de l'ASI183 viennent de ce topic en face : http://www.astrosurf.com/topic/134195-test-asi183-et-fond-de-ciel/

Si tu testes, elles sont à adapter puisque les courbes QHY et ZWO ne sont pas les mêmes.

Pour l'offset, tes liens l'expliquent : il ne faut pas clipper des valeurs à 0

 

Sur ma 2600MM qui a succédé à la 183, j'ai testé deux valeurs de gain sur une cible SHO alors qu'il est conseillé de tout faire à gain 100 (activation du HCG, la 183 n'a pas cette amplification). Dans la logique du topic d'en face, le Ha à G100/300" et le OIII + SII à G185/150" et ça m'a permis de faire une image en une nuit de fin d'été. Donc oui, ça vaut le coup de regarder un peu comment ta caméra fonctionne et de faire quelques essais

[Batbihirulau]

Il y a 3 heures, 180Vision a dit :

Vous basez vous sur d'autres principes établis par d'autres

Les offsets ne sont absolument pas a négliger, au contraire.

Il y a une tres bonne explication ici:

https://siril.org/fr/tutorials/synthetic-biases/

 

D'une façon générale, pour le CP, tu vas imager à un seul gain et un seul offset. Et tu n'y touches plus par la suite.

Pourquoi? Tout simplement parceque mixer gain et offset et la plus sure façon de se planter par la suite lors des opérations de pré-traitement (mélange des DOF menant à des corrections d'images hasardeuses).

 

En plus, pour te simplifier la tache, en faisant une banque de master-darks (par exemples 30, 60, 120, 180s) et en utilisant un offset synthètique, tu n'as plus qu'a faire les lights et les flats lors de la session.

 

[Colmic]

Il y a 4 heures, Batbihirulau a dit :

Les offsets ne sont absolument pas a négliger, au contraire.

Il y a une tres bonne explication ici:

https://siril.org/fr/tutorials/synthetic-biases/

 

D'une façon générale, pour le CP, tu vas imager à un seul gain et un seul offset. Et tu n'y touches plus par la suite.

Pourquoi? Tout simplement parceque mixer gain et offset et la plus sure façon de se planter par la suite lors des opérations de pré-traitement (mélange des DOF menant à des corrections d'images hasardeuses).

 

En plus, pour te simplifier la tache, en faisant une banque de master-darks (par exemples 30, 60, 120, 180s) et en utilisant un offset synthètique, tu n'as plus qu'a faire les lights et les flats lors de la session.

 

Je pense que tu confonds les bias et l'offset caméra.

 

Il y a 8 heures, 180Vision a dit :

Choix du gain : Utilisez-vous systématiquement les courbes constructeurs pour évaluer la meilleure zone de choix du gain de votre caméra, en prenant en compte le meilleur compromis entre dynamique et bruit de lecture en outre ?

Est-ce plutôt empirique (à l'analyse des résultats obtenus au fil du temps) ?

Laissez vous au contraire les valeurs par défaut du pilote proposées pour le CP (quand c'est le cas) ?

 

Tout dépend de la caméra.

Sur les modèles récents équipés d'un mode HCG (High Conversion Gain), on a la possibilité d'utiliser 3 gains :

- le gain 0, c'est celui où tu auras la plus grande dynamique, utile pour la photométrie ou éviter de clipper des étoiles voire le centre d'une galaxie (ou genre le coeur d'Orion)

- le gain 100, c'est celui qui déclenche le mode HCG et qui réduit drastiquement le bruit de lecture, bref le gain qu'on va utiliser la majeure partie du temps

- le gain 200 voire 300 : intéressant pour ceux qui font de la pose courte/très courte ou qui ne veulent pas des poses de 10 minutes en narrowband

 

Pour les caméras plus anciennes, là aussi on utilise généralement 3 gains dans la même idée (un gain proche de zéro pour avoir les plus grands puits de potentiel possible, le gain unitaire passe-partout, et un gain élevé pour les poses courtes ou pour éviter en narrow-band des poses trop longues).

 

Pour l'offset caméra, par exemple sur l'ASiair on n'a pas la main dessus et c'est l'ASiair qui prend l'offset conseillé par le constructeur (50 pour les 2600/6200 par exemple).

Sinon, comme mentionné au-dessus, prendre une valeur qui permet de ne pas clipper le fond de ciel à 0.

 

Tu trouveras dans ma signature un article sur l'utilisation des CMOS, j'en parle un peu du gain etc...

Personnellement j'évite d'utiliser trop de gains différents parce que sinon ça m'oblige à faire plein de banques de darks différents

Donc moi avec ma 2600 et 6200, c'est soit gain 0 soit 100.

[Batbihirulau]

Il y a 8 heures, Colmic a dit :

 

Je pense que tu confonds les bias et l'offset caméra.

Je pense que tu as mal lu.

DOF, le O c'est pour offset. J'ai bien repris cette terminologie. 

Quant au tuto, il explique bien comment trouver LA valeur de l'offset à utiliser pour réaliser UN offset synthétique.

[waogll]

Concernant l'offset (la valeur que l'on rajoute artificiellement pour ne pas avoir de résultats négatifs au prétraitement) on le fait pour les lights.

Mais pour les darks ?

Si on le rajoute aussi aux darks ça ne sert à rien quand on soustrait les darks aux lights.

 

Pour les offsets des DOF il vaudrait mieux les appeler bias.

[180Vision]

11 hours ago, Colmic said:

 

Je pense que tu confonds les bias et l'offset caméra.

 

 

Tout dépend de la caméra.

Sur les modèles récents équipés d'un mode HCG (High Conversion Gain), on a la possibilité d'utiliser 3 gains :

- le gain 0, c'est celui où tu auras la plus grande dynamique, utile pour la photométrie ou éviter de clipper des étoiles voire le centre d'une galaxie (ou genre le coeur d'Orion)

- le gain 100, c'est celui qui déclenche le mode HCG et qui réduit drastiquement le bruit de lecture, bref le gain qu'on va utiliser la majeure partie du temps

- le gain 200 voire 300 : intéressant pour ceux qui font de la pose courte/très courte ou qui ne veulent pas des poses de 10 minutes en narrowband

 

Pour les caméras plus anciennes, là aussi on utilise généralement 3 gains dans la même idée (un gain proche de zéro pour avoir les plus grands puits de potentiel possible, le gain unitaire passe-partout, et un gain élevé pour les poses courtes ou pour éviter en narrow-band des poses trop longues).

 

Pour l'offset caméra, par exemple sur l'ASiair on n'a pas la main dessus et c'est l'ASiair qui prend l'offset conseillé par le constructeur (50 pour les 2600/6200 par exemple).

Sinon, comme mentionné au-dessus, prendre une valeur qui permet de ne pas clipper le fond de ciel à 0.

 

Tu trouveras dans ma signature un article sur l'utilisation des CMOS, j'en parle un peu du gain etc...

Personnellement j'évite d'utiliser trop de gains différents parce que sinon ça m'oblige à faire plein de banques de darks différents

Donc moi avec ma 2600 et 6200, c'est soit gain 0 soit 100.

 

Merci, entre temps, de fil en aiguille et recherches, je suis tombé sur un article de toi très complet sur le forum (celui que tu dois citer)

C'est en effet complet, bravo pour la pédagogie (et merci).

 

J'ai récupéré en sus la doc spécifique GAIN/OFFSET de QHY qui reprend bien tout ça, ainsi qu'un ou deux posts sur le "forum d'en face" (pour plagier @krotdeboukque je remercie aussi) !

 

Donc, j'ai commencé quelques essais avec le gain unitaire pour la QHY183M, à voir ce que cela va donner.

Ce qui est bien, c'est que NINA peut donner un histogramme live, même si je pense que je revaliderai tous ces paramètres dans SharpCap (et mesures).

 

Vu aussi comment mesurer les valeurs dans Siril pour la règle des 3 (à 10) sigma

Je compte en effet @Colmic me "contenter" de 3 valeurs couples gain-offset pour les 3 cibles/contextes différents, idem pour les darks

(pourquoi faire des efforts inutiles)

 

Je vous remercie tous pour ce temps passé à partager vos connaissances, j'espère faire de même au fil du temps avec ceux qui seront passés par ma position !

 

 

[Colmic]

Il y a 6 heures, Batbihirulau a dit :

Je pense que tu as mal lu.

DOF, le O c'est pour offset. J'ai bien repris cette terminologie. 

Quant au tuto, il explique bien comment trouver LA valeur de l'offset à utiliser pour réaliser UN offset synthétique.

 

Je pense avoir bien lu. Et on va dire que je connais très bien ce tuto de Cécile

Alors non, le tuto ne t'explique pas comment déterminer l'offset caméra, il t'explique juste comment récupérer cette valeur (qui est toujours présente dans l'entête fit), afin justement de pouvoir calculer la valeur du bias synthétique.

L'offset caméra, tu le donnes au moment de la prise de vue (ou alors t'as tout simplement pas la main dessus selon les logiciels de prise de vue, exemple l'ASiair), pas au moment du pré-traitement.

 

Quand tu parles de DOF en France, il faut comprendre DBF (darks, bias, flats). En anglais on ne fait pas cette confusion.

Dans ton explication, tu parlais bien de l'utilisation des offsets (comprendre les bias) :

 

Il y a 20 heures, Batbihirulau a dit :

En plus, pour te simplifier la tache, en faisant une banque de master-darks (par exemples 30, 60, 120, 180s) et en utilisant un offset synthètique, tu n'as plus qu'a faire les lights et les flats lors de la session.

 

alors que la question ne portait que sur l'offset caméra.

 

Il y a 7 heures, waogll a dit :

Pour les offsets des DOF il vaudrait mieux les appeler bias.

 

C'est bien pour cette raison que dans la dernière version de SiriL on a supprimé les scripts en français.

Ca fait chier beaucoup de monde, mais c'est pour le bien de tous

Un bias est un bias, l'offset est l'offset, plus aucune confusion possible.

 

Il y a 7 heures, waogll a dit :

Concernant l'offset (la valeur que l'on rajoute artificiellement pour ne pas avoir de résultats négatifs au prétraitement) on le fait pour les lights.

Mais pour les darks ?

Si on le rajoute aussi aux darks ça ne sert à rien quand on soustrait les darks aux lights.

 

L'offset est ajouté à TOUTES les images, que ce soit des brutes, des darks, des flats ou des bias.

Et non ça ne sert pas à rien si tu le rajoutes aussi aux darks Ca permet justement de récupérer la valeur réelle du fond de ciel (puisque justement l'offset caméra a été ajouté à TOUTES les images).

Tiens je vais citer @clouzot qui a fait un très bon papier à ce sujet :

 

Citation

Après les question sur les gains et le temps de pose, l'une des interrogations qui revient souvent est la façon de déterminer le bon offset pour sa caméra CMOS.
Attention, il ne s'agit pas Bias/Offset frames que l'on utilise principalement avec les capteurs CCD. Les CMOS récents n'ont pas réellement besoin de bias frames. Par contre, il faut régler leur offset.

Rappelons simplement de quoi il s'agit. Le capteur de la caméra est constitué de pixels plus ou moins indépendants, qui vont renvoyer une valeur correspondant à la quantité de lumière reçue.

En théorie, dans le noir complet, un pixel devrait renvoyer une valeur nulle.

Mais ces pixels ne sont jamais parfaits et ils sont soumis à plusieurs sources de bruit : la température, les rayonnements infrarouges des puces électroniques placées juste à côté...
Bref, en moyenne, un pixel va renvoyer une valeur correspondant à la lumière reçue, mais va s'additionner un bruit aléatoire qui va faire osciller cette valeur autour de la moyenne.

Ce n'est pas un problème en soit, car il existe beaucoup de techniques pour atténuer ce bruit (à commencer par l'empilement des images, qui réduit progressivement l'incidence du bruit),

et les fameux darks (qui sont une "photo" du bruit que l'on va ensuite soustraire à toutes les images).

Mais encore faut-il que ces traitements puissent fonctionner dans les meilleures conditions. En particulier, imaginons un pixel recevant un peu de lumière, de façon à ce qu'il renvoie une valeur de 3.

Ce pixel est soumis à un bruit (dû à la température, ou autre), d'une amplitude de 10 (5 au-dessus, 5 en-dessous). La valeur réelle que renvoie le pixel est donc située entre...(allez-y, calcul mental...)
(lumière) 3 + (bruit) 5 = 8, et (lumière) 3 - (bruit) 5 = -2

Manque de bol : le pixel ne sait pas renvoyer une valeur négative comme -2. Alors il renvoie un beau zéro. C'est ce qu'on appelle une saturation, et elle va empêcher d'enlever convenablement le bruit par empilement.

 

 

[waogll]

On n'est pas dans le monde imaginaire des électroniciens 😉.

Je comprends pas le 5 en dessous, comment obtenir après la conversion analogique des valeurs négatives ?

Néanmoins quand on soustrait le master dark aux lights, là éventuellement on peut avoir des valeurs négatives.

Mais si on a ajouté aux darks un offset il va se retrouver dans le master et quand on fera la soustraction light+offset - dark avec offset on pourra toujours avoir des valeurs négatives

[Colmic]

il y a 13 minutes, waogll a dit :

Je comprends pas le 5 en dessous, comment obtenir après la conversion analogique des valeurs négatives ?

 

C'est pas au moment de la conversion analogique/numérique que tu obtiens des valeurs négatives, c'est après la calibration.

Donc tout se passe au moment des calculs numériques, par le soft de pré-traitement, quand tout a déjà été converti en valeurs numériques.

Ce qu'il faut comprendre c'est que c'est pas (light + offset) - (dark + offset) = light - dark + offset - offset, ce n'est pas le bon calcul.

Le bon calcul c'est light - dark. La valeur d'offset ayant déjà été ajoutée aux 2 images au moment de la prise de vue, et pas au moment du pré-traitement.

La valeur du fond de ciel étant nettement supérieure à 0 et étant supérieure à la valeur du dark (modulo la moyenne), on a avec cette méthode obligatoirement une valeur positive.

 

il y a 13 minutes, waogll a dit :

On n'est pas dans le monde imaginaire des électroniciens 😉.

 

Tu penses bien que si tout le monde s'est mis à appliquer cette méthode (constructeurs comme développeurs) c'est qu'il y avait bien un problème à la base, c'est un truc qu'on ne peut pas remettre en question.

[waogll]

Quand on calibre (prétraitement) on retire un master dark , pas un dark individuel.

 

On ne met pas d'offset.

Tu dis light - master dark peut être potentiellement négatif, je suis d'accord, c'est le problème à la base.

Donc ajoutons un offset aux lights.

light + offset - master darks -> toujours positif.

Mais si quand on construit le master dark on a ajouté le même offset aux darks on retombe dans le cas précédent.

 

Pour le monde imaginaire il y a une réf.

[Colmic]

il y a 3 minutes, waogll a dit :

On ne met pas d'offset.

 

Tu as tout dit. Je pense que là aussi tu confonds l'offset caméra et les offsets.

L'offset caméra (celui dont on parle depuis le début) a déjà été appliqué à TOUTES les images, je le répète, que ce soit des brutes, des flats des darks ou même des bias.

 

Ce n'est pas au moment de la construction du master dark que tu ajoutes l'offset, c'est lors de la prise de vue, donc bien en amont du pré-traitement.

[180Vision]

Image d'offset = image BIAS  =  image de calibration du bruit de lecture

 

Réglage "Offset" accompagnant le gain de la caméra = décalage de l'histogramme pour éviter la sous-exposition (induite par la baisse de dynamique en corrélation avec l'augmentation du gain ?)

 

En effet, deux termes identiques en français mais menant à la confusion potentiellement.

 

 

17 hours ago, Colmic said:

 

Je pense avoir bien lu. Et on va dire que je connais très bien ce tuto de Cécile

Alors non, le tuto ne t'explique pas comment déterminer l'offset caméra, il t'explique juste comment récupérer cette valeur (qui est toujours présente dans l'entête fit), afin justement de pouvoir calculer la valeur du bias synthétique.

L'offset caméra, tu le donnes au moment de la prise de vue (ou alors t'as tout simplement pas la main dessus selon les logiciels de prise de vue, exemple l'ASiair), pas au moment du pré-traitement.

 

Quand tu parles de DOF en France, il faut comprendre DBF (darks, bias, flats). En anglais on ne fait pas cette confusion.

Dans ton explication, tu parlais bien de l'utilisation des offsets (comprendre les bias) :

 

 

alors que la question ne portait que sur l'offset caméra.

 

 

C'est bien pour cette raison que dans la dernière version de SiriL on a supprimé les scripts en français.

Ca fait chier beaucoup de monde, mais c'est pour le bien de tous

Un bias est un bias, l'offset est l'offset, plus aucune confusion possible.

 

 

L'offset est ajouté à TOUTES les images, que ce soit des brutes, des darks, des flats ou des bias.

Et non ça ne sert pas à rien si tu le rajoutes aussi aux darks Ca permet justement de récupérer la valeur réelle du fond de ciel (puisque justement l'offset caméra a été ajouté à TOUTES les images).

Tiens je vais citer @clouzot qui a fait un très bon papier à ce sujet :

 

 

 

 

@Colmic Quand tu dis "les caméras CMOS récentes n'ont pas besoin de BIAS"

A compter de quand considère t'on les caméras (capteurs )comme récentes ?

Enfin surtout à compter quelle valeur (basse) en e- considère t'on que le bruit de lecture est "négligeable" pour ne pas prendre de clichés d'offset ?

 

Promis, j'arrête mes questions bientôt

 

 

 

 

 

 

 

[Colmic]

Il y a 5 heures, 180Vision a dit :

@Colmic Quand tu dis "les caméras CMOS récentes n'ont pas besoin de BIAS"

A compter de quand considère t'on les caméras (capteurs )comme récentes ?

Enfin surtout à compter quelle valeur (basse) en e- considère t'on que le bruit de lecture est "négligeable" pour ne pas prendre de clichés d'offset ?

 

Ce n'est pas tout à fait ce que je dis.

Sur les CCD anciens il était indispensable de soustraire le bias aux brutes, aux darks et aux flats.

Pour la bonne raison qu'on devait faire une optimisation du dark voire une carte des pixels chauds (avec pour conséquence de modifier la valeur du dark).

Sur les CMOS, on ne fait pas d'optimisation du dark. Et on n'en fait surtout pas sur les capteurs qui ont de l'ampglow (183, 294, 1600, etc..).

 

Par conséquent si on n'a pas besoin d'optimiser le dark, on ne modifie pas les valeurs de ce dernier.

Et par conséquent la formule (brute - bias) - (dark - bias) se simplifie en brute - dark.

En revanche on doit toujours supprimer le bias au flat.

Mais avec les capteurs très récents (533, 2600, 6200 entre autres) qui ont un bias très homogène, il est intéressant de créer un bias synthétique, comme ça on n'ajoute plus du tout de bruit.

Plus de bias pour les brutes, plus de bias pour les darks, et bias synthétique pour les flats =>>> plus besoin d'enregistrer les bias.

 

Concernant l'offset caméra, comme je l'ai dit plus haut, moi je m'en occupe pas puisqu'on n'a pas la main dessus avec l'ASiair.

Quelque soit le gain utilisé, avec la 2600/6200 c'est offset à 50, avec la 533 c'est 70.

 

[180Vision]

1 minute ago, Colmic said:

 

Ce n'est pas tout à fait ce que je dis.

Sur les CCD anciens il était indispensable de soustraire le bias aux brutes, aux darks et aux flats.

Pour la bonne raison qu'on devait faire une optimisation du dark voire une carte des pixels chauds (avec pour conséquence de modifier la valeur du dark).

Sur les CMOS, on ne fait pas d'optimisation du dark. Et on n'en fait surtout pas sur les capteurs qui ont de l'ampglow (183, 294, 1600, etc..).

 

Par conséquent si on n'a pas besoin d'optimiser le dark, on ne modifie pas les valeurs de ce dernier.

Et par conséquent la formule (brute - bias) - (dark - bias) se simplifie en brute - dark.

En revanche on doit toujours supprimer le bias au flat.

Mais avec les capteurs très récents (533, 2600, 6200 entre autres) qui ont un bias très homogène, il est intéressant de créer un bias synthétique, comme ça on n'ajoute plus du tout de bruit.

Plus de bias pour les brutes, plus de bias pour les darks, et bias synthétique pour les flats =>>> plus besoin d'enregistrer les bias.

 

Concernant l'offset caméra, comme je l'ai dit plus haut, moi je m'en occupe pas puisqu'on n'a pas la main dessus avec l'ASiair.

Quelque soit le gain utilisé, avec la 2600/6200 c'est offset à 50, avec la 533 c'est 70.

 

 

Ah, ok, je me disais bien vis-à-vis des flats...

 

Pour l'offset, utilisant NINA et ASCOM (ou natif selon la caméra), le paramètre est accessible, d'où en fait mon questionnement de base.

Si le paramètre n'était pas accessible (comme c'était le cas d'ailleurs via mon Fuji X-T3 qq part...), sans doute n'aurais je pas soulevé la question

 

Quoiqu'en planétaire, Firecapture le gère aussi même si la pratique est différente.