Друк

[Гість]

Ласкаво просимо, Гість. Будь ласка, увійдіть або зареєструйтеся.
26 Липня 2025, 17:14:51

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

[Саша Наумов]

Впевнений, що тут 100 разів обговорювали цю тему, проте прошу мені пояснити окремо.

Читаю в підпису до астрофото "такий-то канал 100 х 300sec", і потім "сумарна експозиція така-то".
(будь-які співпадіння не пов'язані з існуючими знімками та їх авторами, вважати випадковістю!)

Хіба це правильно про сумарну експозицію?

Якщо вказано, що була серія зі 100 кадрів, то я розумію, що потім ці кадри були stacked - саме так, а не "кадри були складені".
Адже програми, що роблять frame stacking, насправді не складають кадри арифметичною сумою попіксельно, а обчислюють дещо середнє поміж кадрами в серії, і роблять вони це за допомогою різних алгоритмів, таких як average, median, kappa-sigma klipping і т.і.
Тобто, в результаті stacking ми не отримуємо зображення більшої яскравості - ми отримуємо зображення з меншою кількістю шумів.
Корисний сигнал при цьому залишається приблизно таким самим, як і на одиночному кадрі; шум зменшується в корінь квадратний з кількості кадрів с серії.

Уявімо, що маємо чарівний сенсор, в усьому такий самий як справжній, але без шумів взагалі.
Зробимо обома сенсорами знімок з одинаковою витримкою.
Очевидно, обидва зображення матимуть майже однакову яскравість корисного сигнала (наприклад, зображення зорі), але справжній сенсор дасть зображення, спотворене шумами.

Я вважаю, що 100 х 300сек != 1 х 30000сек.

Бо зробивши одиночну експозицію в 30000сек, ми отримали б на сенсорі в 100 разів більше квантів світла (ніж при витримці 300сек), і вони сформували б яскраве зображення; зробивши серію зі 100 експозицій по 300сек і склавши їх зробивши стекінг, ми отримали б значно темніше зображення.
Якщо об'єкт настільки слабкий, що кількість квантів світла отриманих за 300сек дуже мала і порівняна з шумами сенсора\підсилювача\АЦП, то об'єкт потоне в шумах завжди, незалежно від кількості таких 300сек витримок.
А за 30000сек ми б отримали біьше квантів світла, і побачили б зображення об'єкта.
Чи не так?

І як тепер розуміти "сумарна експозиція така-то" ?
Ні, це сумарний час витрачений на отримання серії кадрів.
А сумарна експозиція як була 300сек, так і залишилась, просто в результаті стало менше шумів.

Допоки ніхто не спростував мої викладки, вважатиму, що краще зробити 1 знімок з довгою витримкою, аніж багато знімків з короткою.

P.S. Так, я розумію, що протягом довгої витримки в кадр можуть попасти супутники, або гідування може виявитись поганим - це вже інша справа.

[tlgleonid]

Ті, хто займаються астрофотографією певний час добре знають, що при складанні певної кількості кадрів проникна здатність знімку зростає, тобто на ньому можна побачити більш слабкі зірки. Це відбувається завдяки тому, що корисний сигнал при складанні зростає, а шуми частково перекриваються і фон неба стає більш однорідним. Якщо його відняти, то і побачимо ми дійсно слабші зорі. Математично, щуми зменшуються пропорційно кореню квадратному від кількості знімків. Зірки, що тонуть в шумах на одиничному знімку, не тонуть на сумі.
Програми, що працюють зі знімками (наприклад, той же MaximDL) досить часто вміють працювати з арифметикою високої точності, в той час, як більшість ПЗС камер мають АЦП розрядністю 16 або менше. Коли ми дивимося на знімок, ми відображаємо для ока певну значущу для нас ділянку гістограми. Якщо на одному знімку яскравість точок знаходиться в діапазоні 1-100, а на знімку із сумою 1-10000, то яскравість зірок буде залежити від того, як ми захочемо відображити ці точки на дисплеї.
А що таке середнє? Це сума, поділена на кількість знімків. Можна і не ділити, а просто користуватися іншою шкалою. Поясню прикладом.
Нехай при знімці зорі ми отримали у відліках наступні значення: 896, 902, 904, 900, 903, 899, 901, 898, 896, 902. Середнє рівне 900,1 , а сума - 9001. Проте домножте 900,1 на 9 і отримаєте ті ж 9001. Звичайно, якщо програма складання обрізає значення до цілого, то ми трохи втратимо інформацію.
Але 100*300 дійно не еквівалетно витримці в 30000 сек. І ось чому:
1. Шуми зчитування матриці все ж таки мають конкретний розподіл для конкретної матриці при конкретних параметрах. На сумі 100 знімхів їх рівень зросте в 10 разів, а на знімку із витримкою в 100 разів більшою залишуться на тому ж рівні. Тобто 300*100=3000.
2. АЦП - це прилад, значення якого мають дискретну природу. За теорією похибок похибка усереднення 100 кадрів зменшиться лише в 10 разів, отже знову 300*100=3000.
Проте, у суми є певні переваги. Можна викинути з серії відверто невдалі кадри. Якщо ймовірність отримати поганий кадр з витримкою 300 сек буде 1% і 99% часу буде використана ефективно, то за час 30000 сек ймовірність браку вже 63% і майже 2/3 часу йде в брак.
Також у ПЗС матриць динамічний діапазон обмежений, і якщо на знімку з витримкою 300 сек її яскравість складає 1000, то на знімку з витримкою 30000 сек її яскравість складе 100000, що більше максимального числа 65535. Сума знімків може дати значно більше варіантів.
Саме тому і говорять про те, що 300*100=30000.

Між іншим, усереднення по медіані використовують не для корисного сигналу, а для отрмання так звних флетів, щоб усунути віньєтування та засвіти.
 
 

Подякували

1 :OlegAstroLviv

[OlegAstroLviv]

На мою думку на таку витримку 30000 сек може притендувати тільки Вебб і не любительські телескопи
А як жеж засвітка 
А як жеж турбуленція 
А як жеж яма пікселя 
А як жеж монтування 
А як жеж вітер 

[alex_veles]

Я вважаю, що 100 х 300сек != 1 х 30000сек.

Для сучасних камер з малим рівнем шуму считування це майже математично вірно 100 х 300сек == 1 х 30000сек.
На практиці в наземних умовах, 100 х 300сек  майже завжди краще за 1 х 30000сек,
див. пояснення вище, розписали все поки я писав :-)

[Саша Наумов]

Між іншим, усереднення по медіані використовують не для корисного сигналу, а для отрмання так звних флетів, щоб усунути віньєтування та засвіти.

Я лише прочитав мануал і код програми DeepSkyStacker. Там зовсім інше написано. Можу надати посилання.

Леонід, Ви впевнені, що кадри саме сумуються підчас stacking ? Може, в якихось інших програмах ? Дайте посилання на мануал, будь ласка.

[Саша Наумов]

А 300 х 0.1сек == 1 х 30сек?

Я особисто робив такий експеримент 

[SIDEROCRATOR]

Впевнений, що тут 100 разів обговорювали цю тему, проте прошу мені пояснити окремо.

Читаю в підпису до астрофото "такий-то канал 100 х 300sec", і потім "сумарна експозиція така-то".
(будь-які співпадіння не пов'язані з існуючими знімками та їх авторами, вважати випадковістю!)

Хіба це правильно про сумарну експозицію?

Якщо вказано, що була серія зі 100 кадрів, то я розумію, що потім ці кадри були stacked - саме так, а не "кадри були складені".
Адже програми, що роблять frame stacking, насправді не складають кадри арифметичною сумою попіксельно, а обчислюють дещо середнє поміж кадрами в серії, і роблять вони це за допомогою різних алгоритмів, таких як average, median, kappa-sigma klipping і т.і.
Тобто, в результаті stacking ми не отримуємо зображення більшої яскравості - ми отримуємо зображення з меншою кількістю шумів.
Корисний сигнал при цьому залишається приблизно таким самим, як і на одиночному кадрі; шум зменшується в корінь квадратний з кількості кадрів с серії.

Уявімо, що маємо чарівний сенсор, в усьому такий самий як справжній, але без шумів взагалі.
Зробимо обома сенсорами знімок з одинаковою витримкою.
Очевидно, обидва зображення матимуть майже однакову яскравість корисного сигнала (наприклад, зображення зорі), але справжній сенсор дасть зображення, спотворене шумами.

Я вважаю, що 100 х 300сек != 1 х 30000сек.

Бо зробивши одиночну експозицію в 30000сек, ми отримали б на сенсорі в 100 разів більше квантів світла (ніж при витримці 300сек), і вони сформували б яскраве зображення; зробивши серію зі 100 експозицій по 300сек і склавши їх зробивши стекінг, ми отримали б значно темніше зображення.
Якщо об'єкт настільки слабкий, що кількість квантів світла отриманих за 300сек дуже мала і порівняна з шумами сенсора\підсилювача\АЦП, то об'єкт потоне в шумах завжди, незалежно від кількості таких 300сек витримок.
А за 30000сек ми б отримали біьше квантів світла, і побачили б зображення об'єкта.
Чи не так?

І як тепер розуміти "сумарна експозиція така-то" ?
Ні, це сумарний час витрачений на отримання серії кадрів.
А сумарна експозиція як була 300сек, так і залишилась, просто в результаті стало менше шумів.

Допоки ніхто не спростував мої викладки, вважатиму, що краще зробити 1 знімок з довгою витримкою, аніж багато знімків з короткою.

P.S. Так, я розумію, що протягом довгої витримки в кадр можуть попасти супутники, або гідування може виявитись поганим - це вже інша справа.

вищенаписане відносить нас у дрімучі часи фотопластинок, коли астрономи годинами мусили копити сигнал і на виході могли отримати, або шедевр або казнащо

[Саша Наумов]

вищенаписане відносить нас у дрімучі часи фотопластинок, коли астрономи годинами мусили копити сигнал і на виході могли отримати, або шедевр або казнащо

Те що я написав, неправильно?

Ще раз кажу, зробіть 30 кадрів з витримкою 1сек, потім "складіть" в улюбленій програмі, і порівняйте з одним кадром з витримкою 30сек.

[Саша Наумов]

Дякую усім за відповіді.

Для себе я зрозумів, що ставлю високу планку якості, вищу за ту що я можу досягти зараз.
Коли досягну - будуть і знімки, такі що не соромно показувати.

В когось ця планка низька, а я не розумію, що людині достатньо і цього...