Dithering

Hallo Fredl,

witzig, denn genau die Frage treibt mich seit gestern auch um. Leider habe ich keine Antwort.

Was ich nicht verstehe ist folgendes:
1.) Beim Dithern wird ja das Objekt von Aufnahme zu Aufnahme leicht versetzt.
2.) Damit ist doch mein eigentliches Objektsignal (inkl. therm. Ruaschen) einmal im Pixel A und in der nächsten Aufnahme in Pixel B
3.) Wenn ich am Ende des Tages meine RAW's registriere und integriere (addiere!), dann werden die Objektsignale (inkl. des thermischen Rauschens natürlich) doch nur wieder in einem Pixel vereint !?!

Im Unterschied dazu würde durch einen Darkabzug doch tatsächlich das therm. Rauschen durch Subtraktion eliminiert.

Bin mal gespannt auf die Profis der Bildverarbeitung.

Gruß
Markus

alles nur bezogen auf aufnahmen mit EOS und ohne Anspruch auf absolute Korrektheit:
wenn du ditherst, kannst du dir die darks tatsaechlich sparen, kurze erklaerung: der sensor besteht aus einer unmenge an pixeln mit vorgesetzten verstaerkern, microlinsen, ueberlauf-gates usw. - allein durch die technische fertigung, die toleranzen usw. - gleicht kein pixel dem anderen, d.h. selbst wenn du das ausleserauschen mal ignorierst und einfach ein dark-frame (bild ohne jeden einfall von photonen) anfertigst - siehst du farbiges rauschen, das besteht zu einem teil aus vollkommen zufaellig verteiltem rauschen (thermisches rauschen), welches sich bei jedem dark unterscheiden wird - und - rauschen, welches durch unterschiedliche verstaerker bzw fertigungstoleranzen der einzelnen pixeln kommt. letzteres ist also oertlich gebunden und bildet ein konkretes rauschmuster, und wird bei jedem darkframe an der gleichen stelle sein. ein Extrem-Fall davon sind hot und cold pixel.

was passiert wenn ich viele bilder ohne jeden versatz stacke, d.h. jedes bild ist idealerweise absolut deckungsgleich - hot/cold-pixel addieren sich fein und koennen relativ leicht erkannt und beseitigt werden - allerdings addieren sich auch die oertlich fixen rauschmuster da diese ja in allen frames uebereinander liegen - diese bilden dann im fertig gestackten bild einfach noch staerkere muster ... wenn meine bilder nicht exakt pixelgenau deckungsgleich sind - erhalte ich von bild zu bild einen kleinen versatz - der aber nur in eine bestimmte richtung geht - ergebnis im stacking: ich bekomme streifen im stack. um eben diese musterbildung zu verhindern - nutzt man entweder darkframes (hier mittelt sich das thermische rauschen innerhalb eines stacks weg, das muster-rauschen bleibt erhalten da deckungsgleich ueber jedes frame - das kann dann von jedem einzelnen lightframe abgezogen werden) - oder - man dithert: d.h. jedes bild ist um einen mehr oder weniger zufaelligen wert an pixeln versetzt - so dass sich die rauschmuster wenn die bilder anhand der sterne ausgerichtet werden eben NICHT mehr deckungsgleich uebereinander befinden .. resultat: die rauschmuster koennen sich nicht ueberlagern und durchs stacken verstaerken, man bekommt bei nicht-so-100%-korrekter-nachfuehrung keinerlei streifen mehr im bild ...

was ist nun der vor/nachteil von darks zu dithern? .. da das thermische rauschen mit der temperatur steigt, sich aber auch die fixen rauschmuster mit hoeherer temperatur verstaerken - macht ein darkframe nur dann sinn, wenn sich temperatur-differenz der darkframes zu lightframes in sehr sehr kleinem rahmen haelt (alle 7 grad verdoppelt sich das thermische rauschen) .. wenn ich dithere - erspare ich mir diese temperatur-abhaengigkeit .. ich benoetige keine dark-library, laufe nicht gefahr, dass die darks nicht zu den lights passen usw. - weiterhing: im zusammenspiel mit sigma / sigma-median stacking - wird das rauschmuster nicht nur weg-gemittelt - sondern sogar komplett entfernt ..

aus eigner erfahrung kann ich einfach nur sagen - erst seit ich dithere - kann ich mit der eos wirklich einigermassen ordendliche astro-pics machen .. keine streifen, keine stacking-artefakte, keine hintergrund-muster ...

*aechz* - viel text .. hoff das war auf die schnelle alles so einigermassen korrekt

Hallo,

es ist eigentlich unerlässlich Darks zu machen. Es gibt zwei Ausnahmen in denen man entweder Darks weg lassen kann bzw. sogar sollte. Weglassen kann man sie dann wenn der Dunkelstrom sehr gering ist, was bei rauscharmen Kameras heut zu Tage der Fall sein kann und immer öfters ist.
Weglassen sollte man Darks unbedingt dann wenn man keine reproduzierbare Temperatur an der Kamera einstellen kann, bzw diese auch nicht durch Tricks wieder hin bekommt. Einfacher gesagt: Schafft man es nicht mit der DSLR Darks der gleichen Temperatur wie bei der Aufnahme zu erstellen kann man die Darks besser weg lassen. Denn falsche Darks sind schlechter als gar keine Darks.
Wenn man die Darks weg lässt sollte man ersatzweise ein Masterbias als Dark abziehen um wenigstens das Bias Signal aus dem Bild heraus zu bekommen. Auch hier gibt es Leute die das Bias weg lassen mit der Begründung: Es ist eh ganz schwach zu sehen. Ich sehe es in meinen Bildern überdeutlich. Muss jeder für sich entscheiden.

Das ist erstmal das wichtigste was man verstehen muss!

Beim dithering kommt der Stern auf gar keinen Fall immer im gleichen Pixel zu liegen! Da ja die Kamera selber verschoben wird, landet der Stern jedes mal auf einem anderen Kamerapixel. Durch die anschliessende Bildaddition kommen die Sterne zwar wieder auf einem gemeinsamen Bildpixel zu liegen, stammen aber ja aus unterschiedlichen Kamera Pixeln. Anschaulich wird das ganze wenn man geditherte Bilder mal ohne Statistik addiert. Dann sieht man schön wie die Sterne übereinander liegen aber die Hotpixel dem Dithermuster folgend verteilt werden. Und genau das ist der Trick, addiert man nun mit Statistik (Stichworte: Normalverteilung, Standartabweichung, Sigma) verschwinden diese scheinbar "zufälligen" Ereignisse aus dem Bild.

Man reduziert/eliminiert mit dem Dithering die Hotpixel und sonstige zufällige Ereignisse (Satspuren, Cosmics). Ebenso wird das Kalibrationsrauschen vermindert (darum alleine sollte man IMMER dithern) welches durch die ganze Flat, Dark Bias Geschichte zusätzlich ins Bild hinein kommt. Das verbessert oder besser gesagt erhält das S/N Verhältnis.

Also man kann darks weg lassen wenn man dithert und statistisch addiert (Sigma Stack). Man kann es aber nicht pauschal sagen. Wenn zum Beispiel das thermische Rauschen der Kamera im Sommer sehr sehr hoch ist (Temperaturen nachts um 20°C) sollte man überlegen evtl. doch mal Darks zu machen:-)

CS Frank

supi,vielen Dank für die schnelle und ausführliche Erklärung.

Gruß
Markus

noch ein paar URLS zum Thema:

Stacking-Artefakte (Streifen): http://www.synergous.com/flatp…0512-Dither-No-Dither.jpg
Vergleich mit/ohne Dithering: http://forum.astronomie.de/php…er_vs_Darks_ein_Vergleich

Hallo,
ich klinke mich mal hier in die Diskussion ein, die auch für mich hilfreich war, weil sie einiges geklärt hat, was ich mich auch schon gefragt habe.
Darüber hinaus noch mal zum Dithern: Ich habe einen MGen Guider. Wenn ich mit dem dithern will, muss ich dann auch die ebenfalls vorhandene Autoexposure Funktion nutzen (der Guider betreibt die Belichtung der Kamera) oder geht das auch, wenn ich die Belichtungszeiten der Kamera von einem Laptop aus steuere?
Vielleicht kann mir da jemand weiterhelfen.

Danke

Hans

beim mgen ist bei eingeschaltetem dithern / random displacement die belichtungs-steuerung mit dem versetzen der einzelbilder synchronisiert .. d.h. wenn du das dithern vom mgen nutzt MUSST du auch die belichtungs-steuerung vom mgen nutzen .. oder eher andersrum: wenn du mit dem mgen keine aufnahmeserie (exposure-funktion) startest, faengt er ja gar nicht erst an mit dithern ..

wenn du extern die belichtungszeiten steuern willst, musst du die irgendwie mit den zeiten des mgen, den pausen, den zeiten die er fuer den versatz benoetigt - synchronisieren .. da du ja sonst evtl mitten in der aufnahme eines bildes einen versatz drin hast .. will man ja nicht. die wartezeiten VOR start einer einzelnen aufnahme sind konfigurierbar (ausschwingzeit), die belichtungszeit ja auch - nur - die zeit, die er ZUM versatz des aktuellen bildausschnittes braucht allerdings nicht .. so hab ich also im endeffekt keine sekundengenaue auskunft, wie lang er zwischen den einzelnen belichtungs-zeiten wirklich an zeit benoetigt .. und kann das nicht mit einem externen tool synchronisieren ..

Hi.
Ich guide per Orionminiguidescope und Alccd5 und PhD.
Aufnahme Kamera ist die Canon EOS 1000Da, auf einem 150/750 f5 Newton und Neq6 Montierung.
Wie kann ich hier die Ditheringfunktion nutzen bzw aktivieren in PhD ?

Hi.
Ich guide per Orionminiguidescope und Alccd5 und PhD.
Aufnahme Kamera ist die Canon EOS 1000Da, auf einem 150/750 f5 Newton und Neq6 Montierung.
Wie kann ich hier die Ditheringfunktion nutzen bzw aktivieren in PhD ?

APT - auch die freie Version - kann ebenfalls mit PHD Guiding zusammen dithern.
Zu den Darks: Bei den moderneren EOS (1000D, 1100D usw) kann man die Chiptemperatur aus den EXIF-Daten auslesen, das hilft bei der Auswahl der Darks. Wenn die Temperatur nicht ganz genau stimmt, kann die Dark Optimization von DSS durchaus ein paar °C ausgleichen. APT kann die Chiptemperatur mit in den Filenamen speichern, was dabei sehr hilfreich ist.

Hartwig

Hi

Danke für die Antwort.
Ich steure die Eos per Eos Utility.

Habe mal gegoogelt und Astrojan Tools und
DitherMaster downgeladen.

Werde mal per Zeiten testen oder die mit PHD zusammenarbeiten.