Quelle CCD et quels techniques de prise de vue sous un ciel très fortement pollué ?

[christiand]

Non, je te rassure les cirrus n'y sont pour rien. J'ai imagé un peu plus de 200 galaxies avec l'interligne et autant avec le pleine trame et la différence est tjrs la même : le fond de ciel monte bcp moins vite avec le KAF malgré la pollution de la banlieue Lilloise.

 

C'est un fait, indépendemment des calculs de gains, d'électrons ou autres et je ne veux pas promouvoir un KAF plutôt qu'un interligne.

 

Je voulais simplement répondre au début du fil à la question de chomum, je cite :

 

Je comprends bien ton explication concernant la dynamique Christian, mais je pensais plutôt au signal utile vs le fond de ciel. La dynamique permet elle d'éviter que le signal ne soit noyé dans le fond de ciel ?

 

 

 

Maintenant chacun croit et fait ce qu'il veut.

 

Le principal est de se faire plaisir en imageant les objets de la voute celeste .

 

Christian

[CCD1024]

Il est toujours bien, pour sa propre culture de trouver certaines explications techniques. C'est super que tu sois content de ta nouvelle CCD et elle est meilleure car le CCD est bien meilleur, y a pas à discuter là dessus.

 

Mais il y a un truc qui ne PEUT pas coller :

comment se fait-il que 2 cameras avec 2 puits de potentiels tres différents aient le meme gain ?

Ou alors une est sur 16 bits et l'autre sur 14 bits ?

Mais si les 2 ont un ADC 16 bits, alors, la dynamique totale (65535 adu sur les 30ke- ou 100ke-) impose un facteur 3 sur les gains.

 

Le truc c'est que le CCD sony a une dynamique REELLE de 11-12 bits alors que le KAF1603 a une dynamique REELLE de 13-14 bits !

Et ça te permet aussi d'avoir une meilleure information sur les niveaux.

 

[Pifou]

Salut,

 

Voilà une file qu'elle est interessante ...

 

Un cas concret qui se résume à l'image suivante, faite avec la même optique, sous le méme ciel pollué, avec 2 capteurs différents.

 

A gauche 90 secondes avec un interligne, à droite 300 secondes avec un KAF...

L'image de gauche avec ses 90 secondes est déja à 6600 ADU de fond de ciel. Celle de droite est à 5000 avec 3 fois plus de pose .

Bref ce n'est pas une mince différence.

 

Avec mon interligne, impossible de poser au dela de 2 ou 3 mn. Chose tout à fait possible avec le KAF.

 

J'explique cela par la grande dynamique des capteurs pleine trame.

Attendons le retour de David, notre pro en CCD qui pourra apporter une explication.

 

Apres m'etre chatouillé le mumu, je pense que tu fais erreur Christian, je n'arrive pas à comprendre en quoi la dynamique peut jouer un role dans le niveau de PL ( ou de fond du ciel ).

 

Pour la différence de fond du ciel en ADu sur tes 2 CCD, je pense plutot que celà viens simplement des capteurs qui eux sont différents.

 

 

Je crois, mais je peux me tromper ... je ne suis même pas encore utilisateur de CCD ...

 

Les capteurs interlignes ont leur pic de sensibilité dans les zones d'émission des éclairages urbains ( entre 400 et 580 nm je crois ). Pour les KAF, tu peux voir qu'ils ont leur pic de sensibilité nettement décalé vers le rouge. Donc tu choppe plus de signal pour un meme niveau de PL ( ou moins de PL à niveau de signal equivalent ).

 

Amicalement : Pifou

[sebastien85]

Salut Pifou

 

Les capteurs interlignes ont leur pic de sensibilité dans les zones d'émission des éclairages urbains

humm ..pas forcément

Je viens de regarder la courbe de transmission de l'ICX429AL (celui qui équipe l'atik de Christian ) , sur ton tableau c'est l'ICX285 qui est représenté et non l'ICX429AL , il y a des différences entre ces deux capteurs au niveau de la courbe , le pic de sensibilité se situe dans le 600nm pour le 429... quasi dans les mêmes longueurs d'ondes que le KAF1603ME...donc pas évident de pouvoir établir un lien de cause à effet...

 

@+

Seb

[david.d]

Bonjour tout le monde.

 

En vacances depuis 2 semaines j'avais raté ce post à mon retour .

 

En ce qui concerne les pbs de dynamique.

Il faut, pour comparer deux cameras, que nous ayons sur les deux le même gain global. On l'exprime en e-/ADU. (pratique car, au rendement quantique près, 1e- vaut 1 photon sur le CCD). Pour faire simple 1 ADU (analog digital unit) est la valeur numérique la plus petite du système soit 1 bit (et pas byte).

Si l'on prend 1 cas simple avec un gain de 1e-/ADU (et une bonne cam se rapproche de ce gain en "high gain") deux cameras avec le même rendement quantique (QE) vont avoir le meme signal si elles imagent dans les mêmes conditions avec 1 min de pose. le KAF (xxxx) aura 5000e- et le ICX (xxxx) 5000 e- également de fond de ciel. Maintenant si le KAF à 100 000e- de capactié par pixel et le sony 18 000e- (comme le 285) et bien le KAF en a encore beaucoup sous le pied et avant de le saturer avec le fond de ciel on peut aller jusqu'à 20 min de pose ( évidemment si à cela se rajoute du signal utile on l'aura saturé avant !!). Le sony lui avec un peu plus de 3 min dans ces contions sature.

 

Donc en CP avec PL priviligier la dynamique. Maintenant si on à une capacité à 500 000 il est évident que pour balayer la pleine dynamique à 1e-/ADU il faut des convertisseurs à + de 21bits (en l'occurence des 24 bits) et ils sont trop lents .. donc on garde actuellement pour des pb techno de vitesse des convertisseurs A/D au mieux à 16 bits (environ 64000 ADU) et on adapte le gain en e-/ADU. Avec un 16 bits et une capacité de 500000 si l'on veut balayer la pleine dynamique on doit mettre un gain entre 7 et 8 e-/ADU.

 

Maintenant les capteurs à faibles dynamiques se voient sauvés par des filtres comme les CLS qui réduisent fortement les émissions de fond de ciel ( et le continuum des galaxies ) et vont permettre des poses beaucoup plus longues. DE cette manière, on ne moyenne plus plein de courtes poses mais des poses plus longues.

En effet comme je l'explique dans un autre post :

100 poses de 1 min ne sont absolument pas équivalentes à 2 poses de 50 min. Si l'autoguidage suit, priviligier toujours la deuxième option (bien sur sans que l'on sature par le dark ou bien le signal utile les photosites). Globalement sur une serie d'images "moyennées" le signal s'ajoute mais également le bruit de lecture (les bruits s'ajoutent "quadratiquement" Ntot²= Somme des Nimage² ; N étant la valeur du bruit). Donc le rapport Signal sur Bruit ( S/B ) de la première option est bien inférieur à la deuxième.

 

Voila. Bon bien sur ce n'est que mon avis humble avis de CCDiste.

 

A bientôt

 

David

[david.d]

Bon je viens de relancer une serie de brutes , 'chuis tranquille pour un bout ...

 

Donc pour pour resumer mon avis chonum , tu l'auras compris en CP sous une forte PL il faut poser longtemps avec des filtres bandes etroites ... Donc il faut obligatoirement un refroidissement ( le plus bas possible ) et régulé (catalogue de darks possible). Apres, plus de dynamique tu auras et mieux ce sera, ceci dit comme tu peux le voir sur mes clichés faits sous tres forte PL je m'en sors avec un ICX285 et du filtre CLS. Une ATIK314L+ pourrait etre un bon choix. La DSI III ne possède pas de refroidissement efficace il me semble.

 

A bientot

 

David

[CCD1024]

David, tu confirmes mes dires.

Dans le cas des 2 cameras citées, les gains ont un rapport 3 (environ) si on considère que l'on est en présence d'un convertisseur 16 bits dans les 2 cameras.

Le résultat est prévisible puisque la camera ayant la meilleure dynamique permettra, de mieux distinguer des détails noyés dans le bruit de la pollution.

[david.d]

Tout à fait CC1024.

 

Pour préciser :

 

Si avec le 285 on prend un convertisseur 16bits soit 65000 adu à la louche on ne va pas avoir un gain en dessous de 1 e-/ADU (la capacité du 285 étant à peu pres à 18000e-). On perd en dynamique sur le convertisseur car il est totalement inutile dans nos caméras classiques d'avoir des fractions d'e-/ADU. Donc si l'autre detecteur (le KAF) a une profondeur de 100 000e- par pixel, pour avoir une pleine dynamique avec un ADC 16 bits on a un gain d'environ 1.6 e-/ADU.

Donc si on a des rendements quantiques à 100 % pour les deux détecteurs si en 1 min on à un flux de photons de 10000 photons par pixel : le sony aura 10 000 adu et le KAF, 6250 adu. Le Sony va saturer en 1.8 min et le KAF en 10 min ....... Pour le Sony la seule solution est l'utilisation de filtre bandes étroites pour pouvoir rivaliser ....

PS : le raisonement ci dessus reste valable avec des QE (rdt quantique) réels car ils sont presque équivalent sur les deux technos . En effet les courbes de QE données ci-dessus pour le KAF1603me ne sont pas en % mais normalisées (voir page 13 du datasheet : http://www.kodak.com/global/plugins/acrobat/en/business/ISS/datasheet/fullframe/KAF-1603MELongSpec.pdf) , en % (pour pouvoir le comparer aux autres ) on a le peak à 77% pour la version ME. Soit équivalent à 10% pres au 285 (la courbe donnée ci dessus par PIFOU est bien la bonne ).

Voir : http://www.kodak.com/global/plugins/acrobat/en/business/ISS/productsummary/FullFrame/KAF-1603ProductSummary.pdf

 

A bientot.

 

David

[Frederic Jabet]

Merci beaucoup David, c'est du coup beaucoup plus clair maintenant !

Néanmoins, économiquement parlant, je pense rester sur l'idée d'une DSI III plutôt que sur la QHY qui serait le meilleur choix.

 

J'attends que Madame ai fini quelques traitement pour donner un feedback sur l'utilisation d'un CLS (sur un EOS pour l'instant), mais a priori, c'est très positif !

[christiand]

Salut David

 

Donc si on a des rendements quantiques à 100 % pour les deux détecteurs si en 1 min on à un flux de photons de 10000 photons par pixel : le sony aura 10 000 adu et le KAF, 6250 adu. Le Sony va saturer en 1.8 min et le KAF en 10 min .......

 

Donc c'est bien la dynamique du KAF qui fait la différence dans le cas que j'expose plus haut (caparatif des 2 images).

Image faite sans filtre bien entendu.

J'ai essayé un filtre avec mon capteur Sony... je perds +-2 magnitudes avec le même temps de pose. On ne peut pas passer la nuit compléte sur un même objet..

 

 

Bref pour résumer et pour reprendre l'origine du fil : A temps de pose égal et sans filtrage la dynamique d'un capteur est à privilégier sur un site pollué.

 

 

 

 

 

 

 

CCD1024 :

 

La dynamique ne fait pas tout puisque ça va aussi dépendre de l'échantillonnage.

 

C'est Ok désormais de ton coté ?

 

 

 

 

 

Christian

[david.d]

 

Bref pour résumer et pour reprendre l'origine du fil : A temps de pose égal et sans filtrage la dynamique d'un capteur est à privilégier sur un site pollué.

 

Christian

 

Bonjour Christian,

 

Tout à fait d'accord, un bon résumé du post ...

 

David

[CCD1024]

CCD1024 :

C'est Ok désormais de ton coté ?

Christian

 

L'échantillonnage reste toujours le point principal. J'ai raison aussi. Si ton pixel fait 20% de plus en surface, alors...

...alors plus sensible sera ta caméra.

[CCD1024]

Alors pourquoi tant de différence (30ke- vs 100ke-) sur 2 CCD qui ont pratiquement la meme surface 8.2 x 8.6 um vs 9x9 um ?

Tout simplement car 1 des ccd est interligne et que le drain antiblooming ajoute à la perte de puits. Il y a 3 sites dans 1 pixel : pixel image, pixel memoire, drain AB. On remet de la microlentille dessus pour cacher la misère mais on pert toujours un peu en sensiblitéé (optiques tres ouvertes notamment).

On reduit considérablement la dynamique.

[david.d]

En effet CCD1024 de la vient la différence entre la dynamique d'un interligne et celui d'un full frame comme le KAF.

Maintenant en terme de sensibilité pure entre le KAF et l'ICX285 ( et je ne parle pas de dynamique là) ils se valent (à 10 % près ....).

 

David

[CCD1024]

En effet CCD1024 de la vient la différence entre la dynamique d'un interligne et celui d'un full frame comme le KAF.

Maintenant en terme de sensibilité pure entre le KAF et l'ICX285 ( et je ne parle pas de dynamique là) ils se valent (à 10 % près ....).

 

David

 

Oui, le sony est loin d'etre ridicule devant le kodak car il a un bruit de lecture vraiment tres faible. Cette différence de bruit peut monter à un facteur 2 (4e- vs 8-10e-) pour le sony. C'est un bon avantage en sa faveur.

[christiand]

Bonjour

 

Voici un autre exemple pour illustrer l'intérêt apporté par un capteur pleine trame en zone polluée.

 

Voici des images qui sont probablement plus explicites que les données chiffrées associées aux capteurs.

 

 

Il s'agit de 2 brutes réalisées au même endroit avec la même optique.

 

1/ Une brute 90 secondes avec le Sony ICX 429 Ex View super HAD. Ce capteur posséde des "gros pixels" pour un interligne.

 

Avec ces 90 secondes (ici non autoguidées) j'obtiens un fond de ciel de +- 5500 à 5600 ADU vers le centre de l'image :

 

 

 

 

 

 

2/ Le même objet fait au KAF Kodak, même optique, même lieu, même conditions de transparence.

Pour avoir le même fond de ciel (+- 5600 ADU) je pose 3 fois plus longtemps, soit 300 secondes !

Evidemment avec 300 secondes de pose unitaire l'image est plus profonde et je gagne au moins 1 magnitude par rapport au Sony. Regardez les petites taches qui apparaissent en fond de ciel :

 

 

 

 

 

Je ne sais pas si l'interligne Sony "n'est pas ridicule" mais le fait est là : on peut poser 3 fois plus longtemps avec le pleine trame pour avoir le même niveau de fond de ciel.

Poser 300 secondes avec le Sony ?? Bin je serais à 15 ou 20000 ADU... ou plus Bref l'image serait presque blanche, inexploitable !

 

J'ai déja poussé mon capteur Sony à 12000 ADU. C'est vraiment limite pour le traitement...

 

Mettre un filtre pollution devant le Sony ? On perd trop en magnitude.

 

Pourtant c'est un paradoxe. Le Sony est moins sensible, 60% de rendement environ, son bruit de lecture est plus faible, comme la plupart des bons interlignes et malgré cela il est plus "sensible" à la lumiére polluante.

 

On parle bien ici de la montée du fond de ciel au cours de poses unitaires. Bien entendu rien ne vaut un ciel bien noir ....

 

 

Christian

[david.d]

En fait comme je le disais plus haut , le gain (toujours en e-/ADU) de la cam avec le sony n'est pas le meme que celui de celle équipée du kodak. Si elles possedaient le meme gain (qui est idependant du detecteur mais est dependant des choix techniques des concepteurs de la cam) alors sous les memes conditions et avec le même temps de pose elles auraient à la louche (rendement quantique pres qui est est équivalent à 10%) le même nombre d'ADU. A partir du moment bien sur qu'on ne fasse pas saturer celle qui a la moins forte dynamique.

 

Donc la chose la plus importante c'est qu'avec 6000 ADU sur la sony tu es presque à la moitié ou au tier de la dynamique de la cam (si on a un gain 1e-/ADU) alors qu'avec 6000 tu es à 10% ( car en 16 bits la dynamique est de 65000 ADU à ne pas confondre avec les 100 000e-)pour celle avec le KAF. Avec celle qui a le KAF, en dehors de choix de gain par les concepteurs, ce detecteur a beaucoup plus de dynamique et tu pourras poser bcp plus longtemps tout en restant en régime linéaire.

 

Ta comparaison reste très interressante et permet de voir la différence effective entre deux cam et pas uniquement entre deux detecteurs (comparaison possible si la chaine d'acquisition est équivalente sur les deux cams).

 

David

[sebastien85]

Salut David

 

Si elles possedaient le meme gain (qui est idependant du detecteur mais est dependant des choix techniques des concepteurs de la cam)

 

Sur quoi s'appuient ces choix David ? par rapport à la qualité de l'électronique qui est derrière ?

Comme j'ai jamais su pourquoi j'ai un réglage de gain et d'offset avec ma DSI pro III (icx285), c'est peut-être l'occasion de comprendre

 

@+

Seb

[christiand]

En fait comme je le disais plus haut , le gain (toujours en e-/ADU) de la cam avec le sony n'est pas le meme que celui de celle équipée du kodak

 

J'ai quelques difficultés à l'interpréter la notion de gain, dans ce cas précis tout au moins.

 

Il peut y avoir des différences de 10, 20 ou 30%, mais ici le rapport de pose et d'ADU est de 1 à 3. Soit 300% !

 

Bref dans mon esprit le gain ou nles bruits de lecture apportent des différences, mais elles doivent être "négligeables" face à la dynamique du capteur. Je me trompe ?

 

On parle ici du comportement d'un capteur en zone polluée.

 

Christian

[Nico31]

Je ne suis que "CMOS-iste" (APN EOS40D), et j'opère aussi en milieu pollué.... Ce que j'ai constaté, est que dans ces conditions il vaut mieux rester raisonnable sur les temps de pose.

En ce qui me concerne, j'ai l'impression que la durée de pose optimale dans mes conditions est de 3 à 4 minutes de poses unitaires à 800 ISO.

En dessous, on voit que je n'arriverai pas à attraper suffisamment de faibles détails : en clair, ils sont éliminés en même temps que la PL lors du traitement. Au delà de 4 minutes, j'ai l'impression que le fond du ciel vient trop recouvrir le signal utile.

 

....mais ce n'est peut être qu'une impression.

[CCD1024]

Bonjour

 

Pour clarifier un peu les choses :

 

1) choix du gain par le constructeur :

Moi-meme étant fabriquant de caméras CCD professionnelles et aussi de capteurs CCD haute dynamique, lorsqu'on décide d'une gamme de caméra à base de CCD sony, kodak, E2V... on regarde d'abord la dynamique réelle du capteur (puits max / bruit lecture) : s'il est que sur 12 bits (majorité des Kodak et Sony) alors on met un ADC 12 ou 14 bits. S'il est sur 15-16 bits, alors on met un ADC 16 bits.

 

Supposons que l'on mette un ADC 16 bits sur le Sony (30ke-) et le kodak à 100ke-, alors les gains devront théoriquement etre :

30000/65535= 0,5 e-/adu pour le sony

100000/65535 = 1,5 e-/adu pour le kodak

Ceci afin de couvrir toute la dynamique du capteur.

Il y a bien un rapport 3 entre les 2 en terme de gain.

Mettre 16bits sur un Sony 30ke- (et 6e- de bruit) est illusoire car il n'a pas beaucoup plus que 12 bits reels.

 

2) le fond de ciel

Supposons que le fond de ciel est de 1 e-/pix/sec dans un ciel semi urbain, alors la dynamique est exprimée en (signal - ciel)*gain / SQR(Bruit^2 + ciel*gain) (calcul valable aussi pour un APN)

Plus on pose, plus on réduit la dynamique (à cause du fond de ciel) car ce fond de ciel est un type de seuil. Il rétrécit la gamme de sensibilité et contribue au bruit.

Si le fond de ciel augmente, alors la dynamique va diminuer mais peut etre compensée, en partie, par un CCD à pixel plus profond. Néanmoins, la sensibilité est a privilégier lors de ciels pollués.

 

Mais tout ceci n'est pas simple, je vous l'accorde...

a+

[david.d]

Les bruits de lecture peuvent varier d'un rapport 1 à 10 voir plus selon les cams (je dis bien bruit de lecture de l'ensemble de la cam et non du detecteur seul trop souvent donné par les fabricant de cam : limite de l'arnaque marketing !!!)) mais ce n'est pas ce qui nous interresse ici.

Le gain lui aussi peut varier sans problème d'un rapport 1 à 3 voir plus.

Ca depend des choix technos derriere. On peut avoir l'option, comme je l'ai pris sur ma cam d'avoir un gain reglable selon la situation (meme si sur la mienne cela est moins important car je suis de base à 1e-/ADU en pleine dynamique du convertisseur ...).

 

Pour bien comparer deux cams dans le sujet qui nous préocupe ici il faut connaitre leur gain réel en e-/ADU et leur profondeur de numérisation. Et evidemment la capacité par pixel d'electrons du detecteur. Avec ça on peut repondre à toutes les comparaisons dont on parle ici. Si un des parametres nous manque on ne peut que supposer finalement ....

 

Reste néanmoins vrai que dans l'absolu, un détecteur (et détecteur seul ) avec plus de dynamique est toujours préférable à un detecteur avec une faible dynamique (encore faut il que cette dynamique soit bien exploitée par l'electronique derriere et l'utilisateur ...)

 

A bientôt

 

David

[david.d]

oui CCD 1024 bien resumé ...

à rajouter au point deux que dans ce cas utiliser un filtre type CLS permet de poser plus (pour les detecteurs à faible dynamique) et donc augmenter le rapport signal sur bruit , le bruit de lecture lui ne variant pas que l'on pose 1s ou bien 3h, c'est le bruit lors d'une lecture...

[CCD1024]

Oui David, mais le "bruit du capteur" va comprendre la somme (quadratique) de tous ses bruits majoritaires (lecture + thermique + photons).

Le bruit thermique va devenir gênant lors des longues poses.

[david.d]

Yes mais le bruit thermique s'enleve grace au dark .... d'ailleurs dans la communauté des concepteurs de cameras CCD on parle abusivement de signal de noir car on sait l'enlever, le PB c'est que sur ces darks il y aussi le bruit de lecture que l'on essaye de moyenner en faisant beaucoups de darks ....

[david.d]

Le bruit de photons est tres embetant lui par contre , et en mettant un filtre CLS il permet d'eliminer une grand partie de ce bruit du à la PL....

[christiand]

Bon, c'est bien gentil tout cela , mais en définitive et pour répondre à la demande en début de post, est il préférable ou non d'avoir un capteur à forte dynamique (type KAF) sous un ciel pollué ?

Ou mes images ne sont peut être qu'un pur hasard ou une simple conséquence due à l'électronique embarquée dans les 2 capteurs ?

Je veux dire qu'avec 2 autres CCD d'autres marques (montés en interligne et KAF) nous aurions autre chose, ou l'inverse ?

 

Christian

[david.d]

Non comme je l'ai dit plus haut ... sous ciel polué, plus qu'ailleurs, un detecteur a forte dynamique est preferable. Apres c'est une question de budget.

 

Le gain du systeme comme la redit CCD1024 doit s'adapter à la dynamique du capteur et au convertisseur associé...

 

Si on a pas le budget pour une bonne cam avec un detecteur à forte dynamique alors on doit se rabattre sur une plus faible dynamique et obligatoirement utiliser un filtre type CLS sous ciel polué ...

 

Tes deux images ne sont pas un hasard , et retranscrivent tres justement le fait d'un detecteur à forte dynamique avec un convertisseur qui est le mieux adapté en profondeur ( mais sans etre trop lent donc un 16 bits ) et un gain qui permet de marier dynamique du convertisseur et du detecteur. Pareil pour celle à faible dynamique avec le Sony..

 

David