Друк

[Гість]

Ласкаво просимо, Гість. Будь ласка, увійдіть або зареєструйтеся.
13 Вересня 2025, 08:43:10

1 година 1 день 1 тиждень 1 місяць Назавжди

Увійти

[Новини]

•    Новини
•      Астрономія
•      Астрозаходи
•    Життя клуба
•      Новини
•      Проекти
•      Заходи
•      Звіти про спостереження
•      Документи
•    Статті
•      Обладнання та телескопи
•      Спостереження
•      Астрофотографія
•      Астрософт
•      Астрономія в Україні
•      Астрономи шуткують
•      Інше
•     
•      Файловий архів

Наш канал

Наші сайти

Астро-сайти

Програми

Наш канал

Наші сайти

Астро-сайти

Програми

[mpyat2]

Опыт начинающего в DSLR фотометрии (на примере полуправильной переменной Romanov V4) и рассуждения по-поводу

Сначала -- результат (первый рисунок): синие крестики -- мои данные (зеленый канал Canon EOS600D -- SkyWatcher 150/750). Эти данные получены фотометрией в IRIS.
К сожалению, погода почти не дает наблюдать, а Лебедь (в котором находится переменная) скоро станет ненаблюдаемым.

Как это делалось

Подготовка изображений (калибровка, выравнивание, стекинг) проводилась в IRIS (это одна из рекомендованных AAVSO программ для фотометрии из бесплатных)

Сама фотометрия проводилась в IRIS, MuniWin, AstroImageJ -- я хотел сравнить программы.

Мои впечатления:
1) IRIS:
a) Не имеет функции автоматического центрирования апертуры. Хотя определение центроида изображения звезды возможно, оно проводится отдельной процедурой и это очень неудобно. Поэтому центрирование апертур в IRIS проводилось на глаз.
b) Для выбора размера апертуры есть хорошие функции просмотра профиля звезды и “кривой роста”, по которым можно надежно определить радиус измерительной апертуры (внутреннего кружка).
c) Выдача результатов: при фотометрировании одного изображения результат выдается в очень неудобном виде, я написал утилиту для разбора результата и формирования нормального csv-файла, который можно открыть в Excel. При фотометрировании нескольких изображений результат выдается в более приемлемом виде (текстовая табличка с инструментальными зв. величинами). Однако при этом более 5 объектов за раз обмерить нельзя, т.е. процедуру приходится повторить, если объектов больше (много звезд сравнения)
d) Очень странное формирование заголовка FITS. Для решения проблемы записи даты наблюдений в заголовок файлов после выравнивания и “стекинга” (я использую для указанной звезды стеки по 10 кадров, каждый по 32с) написана специальная утилита, которая определяет среднее время наблюдения (с учетом файлов в стеке и экспозиции каждого).

2) MuniWin: использовался для обмера файлов, подготовленных в IRIS.
a) Иногда не находит соответствующие звезды на анализируемых изображениях (возможно, нужно лучше подстраивать параметры)
b) Плохо центрирует апертуру. Дело в том, что при DSLR-фотометрии изображение должно быть достаточно расфокусированным (FWHM около или более 8 пикселей -- на матрице ДО разделения цветов), в случае Ньютона с большим центральным экранированием даже при небольшом дефокусе проявляется центральный провал. MuniWin старается поместить апертуру не в центре, а, видимо, в месте наибольшей яркости, при этом апертура оказывается децентрированной. Вручную поправить у меня не получилось.

3) AstroImageJ: использовался для обмера файлов, подготовленных в IRIS.
a) Программа производит очень хорошее впечатление. Имеется функция распознавания поля (plate-solving), при этом она связывается с nova.astrometry.net, но есть возможность установить локальный сервер astrometry.net и обойтись без Интернет-соединения. (спасибо mnn72 за совет)
b) Оценка необходимых радиусов апертуры тоже очень удобна, дает хорошие стартовые значения для подбора апертуры (см. рисунок)
c) Апертуры очень хорошо самоцентрируютя, кольцевой профидь расфокусированной звезды -- не помеха
d) Вывод программы очень подробный, даже чересчур (можно настроить). Программа не вычисляет инструментальные зв. величины, дает интенсивность звезд в условных единицах (за вычетом фона). Я написал простенькую программу для разбора выходного файла, которая выдает на выходе только время наблюдения (в первой колонке) и инструментальные величины (вычисленные по интенсивностям) в последующих колонках. Далее использую таблицу Excel с соответствующим образом прописанными формулами, которая дает мне оценку блеска -- третий рисунок (ошибка вычисляется с учетом коэффициентов Стьюдента для имеющегося числа наблюдений) [т.е., возможно, я использую программу немного не так, как задумано автором -- но пока мне так проще]

Вот сравнение результатов фотометрии, полученных разными программами (четвертый рисунок).

Фотометрия с помощью AstroImageJ проводилась двумя разными способами. В колонке “AIJ 10/20/30” приведены данные, полученные на стеках, подготовленных в IRIS “стандартным” способом (именно он описан на сайте AAVSO). В этом способе изображения перед выравниванием дебайеризируются -- получаются цветные изображения размером таким же, как и исходный Байеровский массив (недостающие пиксели интерполируются). После выравнивания и медианного суммирования выделяется зеленый канал, с которым и идет дальнейшая работа.
Во втором способе (колонка AIJ TG halfsize) цветовые каналы выделяются непосредственно после калибровки, перед выравниванием и суммированием. Функция для этого есть в IRIS (SPLIT_CFA), однако мне показалось более удобным написать свою утилиту, которая может выделять или 4 канала отдельно (R, G1, G2, B), или три (R, (G1+G2)/2, B) (из набора FITS-файлов с Байеровской матрицей получается набор отдельных файлов-каналов). Далее отбираются зеленые каналы, выравниваются и потом суммируются (в данном примере выделяются отдельно G1 и G2, выравниваются все вместе и по 20 файлов (10*G1 + 10*G2) медианно суммируются, IRIS имеет для этого хорошую функцию COPYMED (можно взять сотню файлов и сложить их двадцатками, получив 5 результирующих файлов). Изображения при этом получаются половинного размера, поэтому апертуры тоже примерно в два раза меньше.
Еще одна колонка -- фотометрия в IRIS.
Как видно из таблицы, все три способа дают близкие результаты (в строке AVERAGE показан усредненный результат, в строке ERROR -- ошибка, рассчитанная с использованием коэффициентов Стьюдента для 5 измерений (уровень значимости 0.95). MuniWin дает очень близкие результаты, однако с большим разбросом (здесь не показано).

Сухой остаток:
1) С моим оборудованием фотометрия звезд с яркостью более ~14 зв. величины вполне возможна (при условии, что они долгопериодические). Для более ярких (13m и ярче), возможно, получится и на быстрых (с умеренной точностью: +- 0.05 .. 0.1). Думаю, что при хороших условиях наблюдений точность будет и получше, показанные результаты получены с дымкой и очень сильной локальной засветкой (соседи)). В принципе, пробовал до 16-й величины (сверхновая 2017eaw на поздних стадиях), можно, но уже очень трудно (нужно суммировать не менее 30 отдельных полуминутных экспозиций и ошибка уже +-0.15..0.2)
2) Побочный результат: набор утилит (командной строки -- exe-файлы Windows) для работы с сериями FITS-файлов: просмотр и выдача гибким образом информации из заголовков (например, в табличку, которая грузится в Excel), массовое редактирование заголовков (например, можно прописать объект, телескоп, и т.д.) в куче файлов сразу, подсчет среднего времени наблюдения для набора файлов (с учетом выдержки), формирование серии файлов с именами, подходящими для IRIS (нумерация так, как он любит), утилитка для массового зеркалирования фитсов (IRIS выдает фитсы, отзеркаленные по вертикали), выделение каналов из серии файлов и еще несколько. Вместе с консольным файловым менеджером (FAR) получается довольно удобно. Если будет интересно, выложу ссылку на инсталлятор, исх. тексты и дам краткое описание.

Подякували

8 :SIDEROCRATOR, Edward, clavutich, M_M, Zlata, Nao, Vladimirovich, AYN

[SIDEROCRATOR]

 

[mpyat2]

Купатись чи не купатись Калібруватись чи не калібруватись?

Відповідь, звичайно, буде -- калібруватись, але як? Звісно, без флетів ніяк не можна, бо без них це буде щось на кшталт фото зі старого альбому і ніякої фотометрії (або нормального астрофото) не буде. Та наскільки потрібні біаси та дарки (у випадку DSLR з невеликими витримками -- 30с або біля того у прохолодну погоду)?
Читаючи “AAVSO DSLR Observing Manual” (переклад якого я частинами викладаю у нас на сайті), натрапив на міркування про те, що для сучасніх Canon-ів біаси, скоріш за все, непротрібні, а у випадку недовгих експозицій і дарки зайві (бо вони усувають шуми з фіксованим рисунком, а випадкові шуми -- додають!), хоч мапу гарячих пікселів все ж таки краше робити (з мастер-дарку) та використовувати.
Але то все порожні балачки, треба перевірити самому!
8-го грудня видався ясний вечір (Tryam напророкував, хоч помилився на півдоби), тож була відзнята серія кадрів [ISO 800; Texp=32s] околиць змінної зірки, яку цим часом спостерігаю і ці кадри були відкалібровані в IRIS “класичним” чином (тобто з нормальними біасами та дарками) та “спрощеним” -- тобто з фейковим мастер-біасом з рівнем 2048 (це постійний офсет Canon-а) та фейковим мастер-дарком з нульовим рівнем. IRIS-у фейковий біас потрібен, щоб правильно відняти постійний рівень 2048 від флетів, щоб зробити мастер-флет, та основних кадрів перед їх діленням на мастер-флет. Мапа гарячих пікселів була використана в обох випадках!
Зазвичай я роблю фотометрію по стекам з 10 кадрів по 32s кожний, складених медіаною (щоб підвищити SNR), та тут я додатково зробив (щоб краще побачити шуми) фотометрію окремих каліброваних 32-секундних кадрів.
(тобто тут все відноситься до одиночних кадрів з витримкою 32с, зелений канал)
Дів. 1-й рисунок: на графіку показані результати фотометрії (AstroImageJ, ансамбль з 5-ти зірок порівняння) серії кадрів, відкаліброваних “класично” (червона лінія), та “спрощено” (синя лінія). Видно, що різниця дуже невелика, значно менша за статистичну похибку.

Підемо далі. Подивимось на SNR (другий рисунок). SNR розрахована у AstroImageJ, використані такі параметри камери: Gain 0.3e-; Readout noise 3e- (ці параметри можна поміряти самому, я потім напишу про це, коли буду перекладати Додатки до мануалу AAVSO); оскільки поміряти темновий ток для Canon-ів напряму не вдається, то я задав “від балди” 0.5 e-/s/pixel. Видно, що SNR також мало відрізняється.
Тепер візьмемо ділянку неба умовно без зірок (див. Рис. 3) та поміряємо стандартне відхилення значень пікселів фону неба та сам цей фон (рис. 4 та 5). І знов, різниця дуже мала. До речі, добре видно, як фон неба росте зі зменшенням висоти об’єкту (він в Лебіді) та моменти, коли сусідський собака (сука) вмикає світло на сусідський ділянці (вона бігає, на неї реагує сенсор руху і вмикаються два світлодіодні прожектори -- повбивав би! (не собаку, а тих, хто прожектори встановив -- собака і в темряві кусає, нащо їй?)).

Звісно, те, про що я написав, працює лише для відносно коротких експозицій. Однак, тут на форумі є астрофотографи, які їх використовують (сам такий). Дійте на ваш розсуд!
Я поки що не відмовляюсь від класичної схеми, однак тепер знаю, що якщо не вдалося зробити дарки, великої біди не буде.

[bigol]

Не совсем понял - представленные результаты по одиночным кадрам или это все-таки суммы серии из 10 или скольки там кадров?
С одной стороны, факты налицо, с другой - поверить, что тысячи и десятки тысяч любителей, активно в прошлом использовавших фотоаппараты, напрасно калибровались, не удосужившись проверить - как-то сложно. Ощущение "что-то тут не то".

[mpyat2]

Здесь все по одиночникам.
Рассуждения о дарках скорее всего несправедливы для длинных экспозиций (много минут).
О биасах (про то, что они не нужны) писал еще Джим Соломон.

[bigol]

Здесь все по одиночникам.

Понятно. Интереснее был бы эксперимент с суммами по сериям, все-таки это более актуально. С одиночными кадрами мы практически не работаем. А с помощью суммы мы уменьшаем нерегулярный шум, вносимый калибровкой, и в то же время, с помощью калибровки уменьшаем регулярный. Итоговый SNR был бы интересен.
У Соломона такого не читал, а может забыл.

[mpyat2]

попробую и с суммой.

[mpyat2]

Здесь все по одиночникам.

Понятно. Интереснее был бы эксперимент с суммами по сериям, все-таки это более актуально. С одиночными кадрами мы практически не работаем. А с помощью суммы мы уменьшаем нерегулярный шум, вносимый калибровкой, и в то же время, с помощью калибровки уменьшаем регулярный. Итоговый SNR был бы интересен.
У Соломона такого не читал, а может забыл.

Итак, просуммировал (точнее, взял медиану) те же 50 кадров из предыдущего сообщения.
Первая серия -- калибровка с помощью фейковых мастер-офсета и мастер-дарка (т.е. оффсет заполен значением 2048, дарк -- нулем).
Вторая серия -- калибровка с настоящими мастер офсетом и мастер дарком (получены из 20 отдельных кадров офсетов и 20 кадров дарков соответвенно)
В обоих случаях применены нормальные флеты (но в прервом случае опять при приготовлении флета использовался фейковый мастер-офсет) и одинаковая карта горячих пикселей.

Результаты: измерение зв. величины переменной:
1)  m=13.286+-0.061 [50x30s dummy offset, dummy dark] -- ошибка оценена по ансамблю 5-ти звезд сравнения (с учетом коэф. Стьюдента)
2)  m=13.286+-0.072 [50x30s normal offset, dummy dark] -- ошибка оценена по ансамблю 5-ти звезд сравнения (с учетом коэф. Стьюдента)

А на картинке -- табличка в нижней части -- результати измерения фона неба в области, в которой незаметны звезды: первая строка -- фейковые мастеры, вторая -- настоящие.
В обоих случаях -- медиана 50 отдельных кадров.
Шум фона неба (StdDev) почти не отличается.
Отношение сигнал/шум, как показывает AstroImageJ, в первом случае -- 24.75, во втором -- 24.76.
[Вообще-то это отношение сигнала к фону, а фон имеет постоянную компоненту (небо), поэтому насколько этот показатель информативен -- это вопрос. Видно, что шумит фон гораздо меньше в сумме по сравнению с одиночниками, но SNR, как его определает софт, слабо меняется]

[изображение намеренно расфокусировано -- так надо для лучшей фотометрии]
[только зеленый канал]

Подякували

1 :bigol

[mpyat2]

Наверное можно просто сделать два сложения («голыми» лайтами): один с дарками, другой без. Разница и есть влияние дарков.

Фоктически тут так и сделано. Фейковые дарки-оффсеты -- просто постоянные уровни. IRIS (в котором я работаю) требует их наличия.

[mpyat2]

Понятно. А «карта горячих пикселей» — для чего? Вроде как мастер-дарк и содержит битые пиксели. Или это тоже для IRIS?

Да, он берет ее из мастер дарка, во втором случае взята такая же (просто он генерит ее как отдельный файл и использует в калибровке как "отдельную сущность", так сказать).

[Naboka Igor]

...Впрочем это от фотоаппарата наверное зависит.

Как и температуры.

[mpyat2]

И выдержки. Я рассматриваю случай сравнительно коротких, десятки секунд

[Naboka Igor]

Так отож. И не так битые, которых много в "шлаке", как горячие.

[Naboka Igor]

Согласен. По мастер-дарками видно что картинка битых пикселей меняется в основном от выдержки.

Каких?

[mpyat2]

Горячих, если буквоедствовать

[Naboka Igor]

Горячих, если буквоедствовать

И Вам, как минимум в Гугл.

[mpyat2]

Горячих, если буквоедствовать

И Вам, как минимум в Гугл.

Ну давайте определим терминологию.

"Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий"

[Naboka Igor]

Ну давайте определим терминологию.

Цель? Переписать статью в Вики?

[mpyat2]

Статью из Вики не надо.
Поясните, что не так с "горячими" пикселями?

[Naboka Igor]

Статью из Вики не надо.
Поясните, что не так с "горячими" пикселями?

С горячими все так, я писал о битых Что является постоянным дефектом официальное название — дефектные...
При чем здесь температура и экспозиция?