Друк

[Гість]

Ласкаво просимо, Гість. Будь ласка, увійдіть або зареєструйтеся.
12 Червня 2025, 06:05:08

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

[Yvk]

KAF8300 соберет QE*PixelSize*PixelSize*v = 1633 электронов.
ICX694 соберет QE*PixelSize*PixelSize*v = 1587 электронов.

Допустим, экспозиция 10минут. У KAF8300 к 1633 добавится в среднем 60е шума (0.1e-/s at -10*), у ICX694 к 1587 добавится 0.24е шума (0.0004e-/s at -10*).
И да, 1.5К электронов - это лафа, яркий объект, попса, готовиться лучше к v=O(1) или О(10), вместо v=O(100).

[Саша Наумов]

Очень хочется поинтересоваться:

раз уж OnSemi (former Kodak) CCD такие шумные по сравнению с Sony ExHAD,
то зачем производители астрокамер используют их?

Должно же быть какое-то преимущество CCD над CMOS 

[vakula]

KAF8300 и ICX694 - CCD матрицы.

Подякували

1 :Саша Наумов

[Саша Наумов]

Ага, вот моя ошибка, я и не подумал что сонька тоже ПЗС... каюсь.

Вижу преимущество KAF в большей глубине ямы, но не готов навскидку сказать, у кого будет шире динамический диапазон. Из-за шума.

[MaxMan]

шум и динамический диапазон это ж разные характеристики не соприкасающиеся друг с другом.

[Саша Наумов]

шум и динамический диапазон это ж разные характеристики не соприкасающиеся друг с другом.

Совсем-совсем не соприкасающиеся?

Представим две камеры, одна из которых 16-битная но даёт шумную картинку (6 младших разрядов заняты шумами), а другая 10-битная, но шумов не даёт. Кто победит?

[M_M]

шум и динамический диапазон это ж разные характеристики не соприкасающиеся друг с другом.

[MaxMan]

шум и динамический диапазон это ж разные характеристики не соприкасающиеся друг с другом.

Совсем-совсем не соприкасающиеся?

Представим две камеры, одна из которых 16-битная но даёт шумную картинку (6 младших разрядов заняты шумами), а другая 10-битная, но шумов не даёт. Кто победит?

Дайте мне две такие бесшумные камеры на 10 бит!!! 
А если без шуток - вообще реально математически посчитать кто из них "победит". Подозреваю что многое зависит от условий съёмки и объекта. А просто сравнивать темновые кадры на предмет шумности - совсем не показательно.

[MaxMan]

шум и динамический диапазон это ж разные характеристики не соприкасающиеся друг с другом.

Как всегда спасибо за содержательный ответ! 

[Саша Наумов]

Я предлагаю не захламлять тему с практическим вопросом нашими теоретическими рассуждениями.

Если будет свободное время, я поищу документацию на тему "шум vs динамический диапазон" и поделюсь

Подякували

1 :Alone_Ghost

[bigol]

8300 - это же старый сенсор, сделавший возможным использование монохромного чипа приличной площади для десятков тысяч новых пользователей с ограниченным бюджетом! Вот его главный плюс. До этого были либо малютки, либо золотые по цене. Естественно, что более поздние чипы будут становиться лучше, что тут удивительного.
Механический затвор для меня только плюс.

[M_M]

Заметки на тему динамического диапазона CCD

Динамический диапазон описывает соотношение между минимальной и максимальной регистрируемыми амплитудами (отсчетами) какой-то величины.
В нашем случае таких величин несколько:
- число электронов в одной ячейке
- число отсчетов АЦП после чтения числа электронов
- соотношение максимального сигнала к минимально различимому

Нас, вероятно, интересует последний. Но и тут есть вариации, ибо сравнивать приходится сенсоры, отличающиеся между собой количеством ячеек, емкостью ячейки, шумом считывания, тепловым шумом.

В случае одной ячейки максимальный сигнал соответствует случаю, когда ячейка полностью заполнена, при этом в ней скопилось "full well" (в таблицах) электронов.
минимально регистрируемый сигнал определяется уровнем шума. Понятно, что если шум +-5 отсчетов, то изменения сигнала в один отсчет мы обнаружить не можем. Но 100 отсчетов уверенно регистрируем.
Критерий регистрируемости для соотношения сигнал/шум может быть разный, для простоты примем его равным 1. Т.е. при амплитуде шума в 10 отсчетов мы еще можем зарегистрировать сигнал в 10 отсчетов.

При этом стоит сделать небольшое уточнение. Квантовая природа сигнала приводит к тому, что поток в 10 квантов за единицу времени отнюдь не все время 10 квантов, это всего лишь средняя величина. По факту в ячейке будет число 9, или 12, или 7... Т.е. сам сигнал есть источник шума. И в случае 10 квантов сигнала + 10 шума на фото мы увидим шум с амплитудой ~13. Это важно для понимания происходящего при вычитании фона засветки.

Таким образом, минимально различимый сигнал прямо пропорционален уровню шума. Поэтому динамический диапазон обратно пропорционален уровню шума и прямо пропорционален емкости ячейки. Разрядность АЦП влияет на уровень шума, но это влияние учтено в параметре "шум считывания" (read noise), на него можно не обращать внимания.

А что же в случае нескольких ячеек? Для простоты сравним одну и четыре ячейки, занимающие одну и ту же площадь, на которую в среднем прилетает 400 фотонов за единицу времени, и пренебрежем квантовой эффективностью и тепловым шумом. Rn = шум считывания, одинаковый, ибо не зависит от емкости ячейки.

Одна большая ячейка:  400 фотонов + Rn
Каждая из четырем малых ячеек: 100 фотонов + Rn

Караул! Соотношение сигнал/шум резко упало! Спасайся кто может. Но ничего страшного. Включаем бининг 2x2 и четыре ячейки становятся как бы одной большой, считываем один раз вместо четырех. Тут важно обратить внимание на параметр full well для мелких ячеек, его нужно существенно меньше, чтобы не захлебнуться при том же световом потоке.

Но кроме шума считывания есть еще и тепловой шум, который накапливается за время экспозиции. Т.е. амплитуда минимально регистрируемого сигнала со временем растет. Откуда прямо следует, что с увеличением выдержки падает динамический диапазон. Стоит ли этого бояться? Никак нет. Техника HDR как раз для этого и существует.
Идея длительных выдержек в том, чтобы минимизировать долю шума считывания (от времени экспозиции не зависит) в суммарном шуме.

Каков разумный предел времени экспозиции? Вспомним о квантовой природе света и о том, что уровень шума пропорционален корню квадратному из числа отсчетов. Откуда следует, что для того, чтобы шум сигнала сравнялся с шумом считывания, сигнал должен быть равен шуму считывания в квадрате. Т.е. при шуме считывания 5 фон неба должен составлять 25 единиц. Это базовая величина. Чтобы шум считывания был незаметен, достаточно увеличить экспозиции еще в 3..5 раз, но мы увеличим в 10, с запасом, для простоты дальнейшего расчета.
Итого, для сенсора с шумом считывания 5е разумно фотографировать с фоном неба ~250 отсчетов. А для сенсора с этим параметром равным 8е, надо фон в 640 отсчетов. Квадратичная зависимость, господа.

Таким образом, динамический диапазон сенсоров с шумом считывания, отличающимся в два раза (при прочих равных параметрах), отличается в 4 раза. И именно этот параметр является приговором для KAF8300 в обсуждаемой теме.

Тем не менее у шКАФа по-прежнему есть два плюса. Размер сенсора, который таки влияет на динамику всего изображения (он прямо пропорционален площади сенсора) и уменьшает дистанцию, хотя для реализации преимуществ большого сенсора нужна соответствующая оптика, что затруднительно. И цена.
Т.е. шКАФ в сочетании с полуметровой апертурой даст результаты лучше чем сонька с ED80. Хотя в этом случае ценовая разница между шКАФом и сонькой будет малозаметна.

DIXI

Подякували

1 :OlegBr

[Yvk]

Просто ремарка о HDR, можно игнорить

Но кроме шума считывания есть еще и тепловой шум, который накапливается за время экспозиции. Т.е. амплитуда минимально регистрируемого сигнала со временем растет. Откуда прямо следует, что с увеличением выдержки падает динамический диапазон. Стоит ли этого бояться? Никак нет. Техника HDR как раз для этого и существует.

Имхо, тут большой подводный камень применительно к съемке дипов - когда за 30 минут экспозиции в ячейке генерируется смешное число фотоэлектронов, о HDR как-то мысли не возникают.

[M_M]

ОК

Ремарка принимается.     В ячейке за 30 минут смешное к-во электронов получится при съемке через узкополосник на смешную апертуру. При этом шКАФ накопит теплового шума порядка 180е. Т.е. оставшийся динамический диапазон всего ~1:100. 

[bigol]

Итого, для сенсора с шумом считывания 5е разумно фотографировать с фоном неба ~250 отсчетов. А для сенсора с этим параметром равным 8е, надо фон в 640 отсчетов. Квадратичная зависимость, господа.

Что-то я этой мысли не пойму. Мне, как обладателю 8300, нельзя снимать на нормальном темном небе? Нужно непременно искать фон 640 и ярче?   

[M_M]

bigol, никто ничего не запрещает, не "искать фон", а менять экспозицию. Озвученная цифра - разумный предел, свыше которого увеличивать экспозицию нецелесообразно.

[bigol]

Какой предел? С какой стороны? Что значает фраза "надо фон 640 отсчетов"?

[M_M]

какой предел

Какой предел? С какой стороны? Что значает фраза "надо фон 640 отсчетов"?

Из текста:

разумный предел времени экспозиции.

Если фон неба большой, как в Киеве, то и 30 секунд достаточно, чтобы не почувствовать разницы между 10 кадрами по 30 сек и одним 300-секундным.

фон 640 отсчетов означает, что фон неба дает прибавку к темновому кадру в 640 единиц (отсчетов, попугаев итд).

[Yvk]

Какой предел? С какой стороны? Что значает фраза "надо фон 640 отсчетов"?

В тексте словом _фон_ (неба) неожиданно обозначена сумма "сигнал объекта" + "сигнал засветки неба" + "тепловой/темновой сигнал".

[M_M]

В тексте словом _фон_ (неба) неожиданно обозначена сумма "сигнал объекта" + "сигнал засветки неба" + "тепловой/темновой сигнал".

Речь о прибавке фона (ака засветка неба) к дарку. Т.е. о калиброванном снимке, в котором дарк вычтен.