CCD CMOS Temps d'expo...l'iso on s'en fout ou presque!

[ursus]

Bonjour et joyeux noel à tous.

 

 

Une question qui le turlupine et dont je n'ai (re) trouvé que partiellement la réponse dans le forum ou dans le livre de T. Legault.

Je prends une position Jusqueboutiste...

 

la situation est celle ci: nous cherchons à capturer les quelques photons qui arrivent du ciel sur nos chers capteurs (APN)...disons qu'il y a x photons par s qui arrivent...

Le capteur est capable dans capturer y%...le rendement quantique du capteur depend de la longueur d'onde bien sur mais est à priori fixe (pour une température constante).

Au bout d'un temps de pose de t seconde, le capteur aura capturé x.y.t photons. ok?

 

Bon, ok. répetez cela par tous les pixels qui ne veront pas le même x et n'ont pas le même y. Vous pouvez ajouter une fluctuation qui correspond au bruit.

 

La dedans, point d'iso, il n'y a que la sensibilité intrinséque du capteur (y).

 

Si j'ai bien compris, l'utilisation de tel ou tel ISO corresponds à l'utilisation d'un coefficient d'amplification K pour le calcul du niveau de gris (ou de couleur) du pixel: NG=k.x.y.t

 

Donc finalement, une image raw est composé de pixels dont le niveau de gris est déterminé par:

le coefficient d'amplification

le flux de photons

la sensibilité du capteur y

le temps d'exposition.

 

Bon, on a acheté la capteur donc y est fixé...

x depends de ce que l'on vise et des conditions atmospheriques...

t...on le pousse au max de ce que est capable la monture (suivre sans bouger) en évitant la saturation des pixels...

reste le k! Tiens pour le moment, je n'en dis rien...

 

On a donc faits nos photos et on les traite avec des logiciels...

1) on étalonne le capteur... offset, dark, flat...qui sont des décalages d'origine et des normalisations.

2) on retravaille la dynamique en amplifiant le signal...En racouricissant énormément les calculs (qui ne sont pas linéaires), je dirais que l'on prends le niveaux de gris du pixel et on le multiplie pat un facteur h.

Au final, après traitement, le NG=h.k.x.y.t

ok?

 

Le niveau de gris final est donc égale au nombre de photon captés par le capteur durant le temps d'exposition (x.y.t) multiplié par une coefficient d'amplification (h.k). Dans tous les cas, nous traiterons nos images en aggissant sur h!

 

Qu'en déduire du choix de k?

On s'en fout (?) car de toute façon, il y aura h derriere pour amplifier le signal.

A non pas tout à fait, parce que prendre un ISO trop grand amplifie le bruit et écrase la dynamique (en gros, on sature plus vite et le zero est plus haut).

 

Donc pour limiter le bruit, on limite l'ISO. Certains prennent à 400, d'autres à 800 (valeurs optimialles?). Ceux préférrant l'iso 400 compensent par une augmentation du temps de pose tandis que ceux prefferant l'ISO 800, le prefere parce que le temps de pose est plus court.

Ok Ok...mais quel est la différence entre les deux?

celui à 400 aura capté plus de photons...x.y.t (t plus grand) que celui à 800?il aura aussi moins de bruit ? bruit thermique non?

Est-ce comparable alors?

Ben non...pas le même nombre de photon capté! On a pas changé la sensibilité y du capteur.

 

Donc on se fout de l'iso! on prend le plus faible pour avoir le facteur k le moins merdiquen et on a plus qu'a fixer le temps de pose t et jouer avec le h lors du traitement des photos.

 

t sera choisi de la qualité du suivi de la monture, de la pollution lumineuse, de bruit thermique...

 

 

Bon voilà une position jusqueboutiste: travailler avec l'iso le plus bas (sauf pour les réglages!)

 

Qu'en dites vous?

 

Continuez de bonnes fêtes!

[yaplusdenuit]

Bonjour,

Bien content de ce post car je me suis toujours tenu ce raisonnement.

Logiquement augmenter les ISO revient à multiplier l'image par une constante, ce qui serait facile à faire sous IRIS, avec par contre les inconvénients du bruit plus élevé.

Comme toi, je pense que la quantité de lumiére récoltée ne dépend que du capteur et pas de l'amplification numérique qu'on lui colle aprés. (le RSB ne change pas puisque le bruit est amplifié de la même valeur que le signal))

 

C'est un peu comparable, dans un autre domaine, au zoom numérique des APN qui n'apporte rien en information/détail, et n'est le plus souvent qu'un argument commercial.

 

Mais il y a sans doute qqchose qui nous échappe puisque ce n'est pas la pratique habituelle, y compris par les grands maitres de la photo astro (Th . L... et d'autres)

[ursus]

Bonjour,

Mais il y a sans doute qqchose qui nous échappe puisque ce n'est pas la pratique habituelle, y compris par les grands maitres de la photo astro (Th . L... et d'autres)

 

J'ai beau retourner la question dans tous les sens...je ne vois pas:?:

Après, il y a la technique absolue et ce dont on se contente (sans que cela soit négatif); comprendre des photos dont le bruit nous est acceptable!

[ursus]

C'est un peu comparable, dans un autre domaine, au zoom numérique des APN qui n'apporte rien en information/détail, et n'est le plus souvent qu'un argument commercial.

QUOTE]

 

Oui:)

L'information ne change pas! Il n'y a toujours que ce qu'on vu les pixels (et on ne peut en inventer!)!

[pam-pg]

Je vous invite à lire au moins la partie sur le bruit de quantification :

http://www.astrosurf.com/ccdbazar/D-Materiel/BruitCamera2/Bruit03.html

 

Donc si les ISO augmente le bruit de quantification va diminuer.

mais par expérience le problème se limite à :

- est-ce que je vais pas cramer le coeur de ma galaxie M31.

- est-ce que les couleurs de mes étoile du double amas vont pas être toutes blanches (touts les pixel RVB à 4096 = Blanc)

- etc...

 

Pour cela, il faut faire quelque essais avant de shooter définitivement en regardant si le niveau d'ADU n'atteint pas 4096.

 

Si oui il faut baisser l'iso mais ça augmentera le bruit de quantification, qui doit pas être très prépondérant je crois...

 

 

A+.

[Thx8411]

Hello,

 

C'est ce que j'ai toujours pensé, l'ISO n'a de sens qu'en photo classique, quand le temps de pose est très limitée (photo d'une cible en mouvement). Pour nous, astram, amplifier = ajouter du bruit. On ajoute en effet le bruit intrinsèque de l'amplificateur, mais également le bruit de l'alimentation de l'amplificateur, (une des principales cause du bruit des PL-1M/QHY5), tout en amplifiant le bruit de lecture.

 

En ce qui me concerne, le gain de ma camera ne me sert qu'à trouver ma cible, et à gagner un peu de lumière quand ma monture n'arrive plus à assurer le temps de pose suffisant.

[pam-pg]

Oui, ces bruits sont certainement plus prépondérant que le bruit de quantification.

[Alarcon yves]

Bonjour, mon avis sur les ISO c'est qu'en photo numérique ça ne sert à rien car il n'existe plus , les Iso, Asa etc... était pour indiquer la sensibilité du film au posemètre pour que celui calcul le bon temps de pose par rapport à l'ouverture de l'objectif.

Sur un appareil numérique on ne change pas le capteur donc la sensibilité est fixe.

Pourquoi avoir gardé les Iso , nos amis les photographes serais perdus sans leur ISO chéri , on change pas plus de 100 ans d'histoire aussi facilement . Après tout on continu de se peser en Kg, alors que ce n'est pas la bonne unité et ce depuis longtemps .

L'idéal serait toujours de travailler sans l'ampli, mais je pense pas que l'on peut l'éviter, le régler à 1 serait peut être la solution, mais je ne sais pas si les fabriquant d'appareils photos donnent la bonne valeur de réglage.

Yves.

[yaplusdenuit]

Le lien de pam-gp mérite d'étre lu... un peu plus tard car quelque peu indigeste à la période des fétes... affaire à suivre car sujet hyper interessant.

Nous autres pauvres astroamateurs avons vite fait de dire des bétises dans ce sujet trés pointu, plutot du domaine des spécialistes du signal.

On aimerais pourtant au moins comprendre les phénoménes en jeu (même si on ne les calcule pas) afin d'optimiser nos prises de vue, sans pour autant que ça devienne des prises de tête....

[ursus]

Le lien de pam-gp mérite d'étre lu... un peu plus tard car quelque peu indigeste à la période des fétes... affaire à suivre car sujet hyper interessant.

 

Exactement! hips!

 

 

Nous autres pauvres astroamateurs avons vite fait de dire des bétises dans ce sujet trés pointu, plutot du domaine des spécialistes du signal.

On aimerais pourtant au moins comprendre les phénoménes en jeu (même si on ne les calcule pas) afin d'optimiser nos prises de vue, sans pour autant que ça devienne des prises de tête....

 

Tout à fait d'accord!

[Thierry Legault]

Bon voilà une position jusqueboutiste: travailler avec l'iso le plus bas (sauf pour les réglages!)

 

Qu'en dites vous?

 

j'en dis que ça dépend

 

Avec les caméras CCD classiques, ça se tient, d'ailleurs les SBIG par exemple n'ont pas de réglage iso. La condition, cependant, est d'avoir un nombre de bits suffisant, sinon il peut y avoir du bruit de quantification. Mais avec les caméras en 16 bits par exemple, on a largement assez (trop même !) de bits : aucune caméra actuelle ne mérite 16 bits, la plupart n'a besoin que de 12 ou 13 bits. Les bits en plus sont là pour faire joli sur la borchure, mais ils ne contiennent que du bruit. Par contre, si la caméra n'est pas trop pourrie électroniquement 8 bits c'est trop peu, et là on peut avoir intérêt à monter le gain (les caméras type DMK qui sortent du 8 bits ont un réglage de gain), tant qu'on ne sature pas évidemment (cas du ciel profond).

 

Avec les CMOS, et notamment ceux qui sont dans les reflex Canon, c'est un peu différent. Dans toute image il y a un bruit qui est le bruit de lecture, dû à l'électronique. Et sur les Canon, ce bruit de lecture diminue quand on monte en ISO. Par exemple, sur le 7D le bruit de lecture passe de 13 électrons à 100 iso à 5 électrons à 400 iso et à 2,5 électrons à 6400 iso. Donc, si le bruit de lecture est prépondérant dans l'image (c'est à dire en pose courte et/ou avec un fond de ciel très sombre), on a intérêt à monter en iso. Ca dépend des appareils : sur le récent Nikon D7000, le bruit de lecture n'a pas l'air de changer selon l'iso, donc on n'aurait aucun intérêt à monter en iso (à confirmer par des essais).

 

[yaplusdenuit]

j'en dis que ça dépend

 

Avec les caméras CCD classiques, ça se tient, d'ailleurs les SBIG par exemple n'ont pas de réglage iso. La condition, cependant, est d'avoir un nombre de bits suffisant, sinon il peut y avoir du bruit de quantification. Mais avec les caméras en 16 bits par exemple, on a largement assez (trop même !) de bits : aucune caméra actuelle ne mérite 16 bits, la plupart n'a besoin que de 12 ou 13 bits. Les bits en plus sont là pour faire joli sur la borchure, mais ils ne contiennent que du bruit. Par contre, si la caméra n'est pas trop pourrie électroniquement 8 bits c'est trop peu, et là on peut avoir intérêt à monter le gain (les caméras type DMK qui sortent du 8 bits ont un réglage de gain), tant qu'on ne sature pas évidemment (cas du ciel profond).

 

Avec les CMOS, et notamment ceux qui sont dans les reflex Canon, c'est un peu différent. Dans toute image il y a un bruit qui est le bruit de lecture, dû à l'électronique. Et sur les Canon, ce bruit de lecture diminue quand on monte en ISO. Par exemple, sur le 7D le bruit de lecture passe de 13 électrons à 100 iso à 5 électrons à 400 iso et à 2,5 électrons à 6400 iso. Donc, si le bruit de lecture est prépondérant dans l'image (c'est à dire en pose courte et/ou avec un fond de ciel très sombre), on a intérêt à monter en iso. Ca dépend des appareils : sur le récent Nikon D7000, le bruit de lecture n'a pas l'air de changer selon l'iso, donc on n'aurait aucun intérêt à monter en iso (à confirmer par des essais).

 

 

Merci pour ces précisions.

J'aurais une question concernant le classique bruit de lecture des APN reflex:

Est il constitué pour l'essentiel par le bruit de quantification (conversion analogique/numérique), ou bien y a t il d'autres choses qui y participent de façon non négligeable ?

et puis: sait on pourquoi, à niveau de signal équivalent, le bruit de lecture diminue avec la montée des ISO ? cela semblerait plus lié à la technologie puisque ça dépend des constructeurs ??

 

Merci Thierry

[Thierry Legault]

Merci pour ces précisions.

J'aurais une question concernant le classique bruit de lecture des APN reflex:

Est il constitué pour l'essentiel par le bruit de quantification (conversion analogique/numérique), ou bien y a t il d'autres choses qui y participent de façon non négligeable ?

 

vu le nombre de bits qui est largement suffisant, je pense que le bruit de quantif est négligeable. C'est purement électronique.

 

et puis: sait on pourquoi, à niveau de signal équivalent, le bruit de lecture diminue avec la montée des ISO ? cela semblerait plus lié à la technologie puisque ça dépend des constructeurs ??

 

c'est certainement lié à la techno effectivement, et à la manière dont l'électronique est conçue. Mais je n'en sais pas plus, et les constructeurs ne donnent aucune info sur le sujet (secrets industriels). Chez Canon, le bruit de lecture à haut iso est remarquablement bas, dommage que les perfos ne soient pas aussi bonnes à bas iso. Nikon a peut-être trouvé la solution, si on en juge par certaines mesures faites sur le D7000. Ils n'auraient plus qu'à supprimer leur fichu traitement qui vire les étoiles, et certains d'entre nous pourraient bien changer de crèmerie...

 

[yaplusdenuit]

Donc on oublie le bruit de quantification; tant mieux, je me disais "tiens v'la autre chose..." c'est déjà assez compliqué comme ça, surtout vu la multitude de paramétres à prendre en compte pour les prises de vue !

Et un scoop pour moi: le bruit de lecture est trés faible à haut ISO chez Canon, j'avoue que ce n'est pas intuitif !!! faut le savoir !

 

Merci à Thierry pour sa disponibilité dans ce forum lorsque nous nous égarons... et à ursus pour avoir ouvert ce post.

[ursus]

 

Merci à Thierry pour sa disponibilité dans ce forum lorsque nous nous égarons... et à ursus pour avoir ouvert ce post.

 

De rien pour l'ouverture du post!

 

Il s'agit de question que je me posais...

quant au bruit des des Nikons...je me pose plein de questions. J'avais ouvert un post sur un problème de bruit que j'avais avec un D700.

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=70761

Il avait un coté aléatoire. Je suis en train de me dire après avoir regardé les réglages de l'appareil photo que le bruit viendrait de la méthode d"évaluation de l'exposition. Un bruit d'origine électronique donc...J'attends des conditions favorables pour faire des essais...

 

Je suis curieux également de savoir comment on évalue correctement les réglages de manière à étaler les bits sans avoir trop de bruit ni saturer les pixels...

 

 

A vous lire.

[ursus]

v Nikon a peut-être trouvé la solution, si on en juge par certaines mesures faites sur le D7000. Ils n'auraient plus qu'à supprimer leur fichu traitement qui vire les étoiles, et certains d'entre nous pourraient bien changer de crèmerie...

 

 

En cherchant, j'ai trouvé ce site qui évalue les APN.

http://www.dxomark.com/index.php/en/Camera-Sensor/All-tested-sensors/Nikon/D700

Je ne sais pas trop quoi en faire pour le moment mais il me semble intéressant.