Frage zu Dark, Flat, Bias

Hallo Peter,

wenn die Belichtung und Temperatur gleich bleibt, dann kannst Du die Darks immer wieder verwenden.

Ich habe mir dafür für verschiedene Szenarien eine Darks-Bibliothek auf dem Rechner angelegt.

Allerdings hat meine gekühlte Astrocam im Gegensatz zu Deiner Nikon auch immer eine ziemlich genau definierte Temperatur.

Flats musst Du jedesmal neu erstellen, BIAS auch (meine ich zumindest).

Gruß, Jochen

Hallo Peter

Ich mache mindestens 60 Darks ebenso Flats und FlatDarks.

Sollte ich kurze Belichtungszeiten (45-90sec) können das aber auch an die 150 werden.

Wenn du am Setup nichts veränderst (Kameradrehung, Filter etc) kannst du du selben Flats verwenden.

Dithern würde ich dringend empfehlen.

LG Franz

Zitat von Peter.H

Jochen, eine Frage hätte ich noch, wie viele Flat und Bias machst du pro Nacht, wenn ich z.B. 2 Stunden belichte mache ich je 30 Darks, Flat und Bias, machst du mehr?

Flats und Darkflats mache ich immer je 60, BIAS 30. Die sind im APT mit "CCD Flats Aid" in 0,nix erstellt.

Zitat von franks297

Wenn du am Setup nichts veränderst (Kameradrehung, Filter etc) kannst du du selben Flats verwenden.

Da muß aber alles extrem genau passen bzw. gleich geblieben sein - auch der (evt. temperaturabhängige?) Fokus.

Zitat von franks297

Dithern würde ich dringend empfehlen.

Ich auch!

Gruß, Jochen

Hallo Peter,

Ich habe mir mal aus den diversen Quellen folgendes zusammengestellt (Erster Teil einer Workflowbeschreibung) für meinen set-up. Vielleicht ist das hilfreich. Textteile sind z.T. zusammenkopiert / selbst formuliert ohne Kenntlichmachung. Wenn sich da jemand dran stört, bitte melden.

1 BILDERFASSUNG

1.1 Kameraeinstellung (DSLR)
Dateiformat: RAW + L (L für schnelle Voransicht und für Sortierung nach Belichtungszeit im Windows Explorer, da dies bei RAW nicht angezeigt wird, L kann später nach Sortierung der RAW gelöscht werden). Gearbeitet wird nur mit den RAW Dateien.

Belichtungszeit:
Hintergund limitiert: Bei hellen Standorten wird die Aufnahme schnell gesättigt (z.B. 90s in DO-Mitte bei ISO 800 noch OK). Bei mehr: Der Hintergund „säuft ab“.

Guiding limitert: lange Belichtungen brauchen ein funktionierendes Guiding. Bei EM-200 gehen bei 600mm Brennweite max. 2-4Minuten ohne Guiding (je nach Güte der Ausrichtung).

Risiko limitiert: Je länger die Belichtungszeit, des höher die Wahrscheinlichkeit von Satellitenspuren, etc.

Gesetz der hohen Zahl: Je mehr Aufnahmen, desto besser gelingt es, das Rauschen zu reduzieren

Seeing: Je kürzer die Belichtungszeit (2s z.B.), desto besser die Bildschärfe

PC limitiert – je mehr Aufnahmen, desto mehr Rechenzeit / Speicherplatz.

Kameramodus: „Manuell“ & Belichtungszeit „Bulb“. Ansteuerung über MGEN (alternativ Funkauslöser mit entsprechender Kameraeinstellung)

Weißabgleich: egal, da im RAW Format gespeichert wird (beim RAW Format erfolgt kein Weißabgleich vor der Speicherung).

Bildschirm: Für Aufnahme Helligkeit runter regeln oder Bildschirm während der Aufnahme aus (Strom sparen, Augenadaption).

Energieversorgung: Akku am besten alle 2h tauschen um keinen Kameraausfall zu provozieren. Besser: Akku Dummy mit 230V Versorgung.

1.2 Kameradaten
1.2.1 Canon 550D (identisch zu Canon Rebel T2i)
Sensor type: APS-C CMOS

Color array: RGB (-> RGGB in alter PI Version, nun GBRG)

Sensor area: 332.27mm²

Sensor dimensions: 22.3 x 14.9mm

Sensor diagonal: 26.82mm

Effective resolution: 5184 x 3456 pixel

Pixel area : 18.4µm² (4.29 x 4.29 µm)

Pixel pitch (distance): 4.29µm

Pixel density: 5.43 MP/cm²

Megapixels: 18

Crop factor: 1.61

Bestes Signal /Rauschverhältnis: bei ISO800

Best ISO values for Canon cameras

Suggested best ISO values to use for Canon cameras

dslr-astrophotography.com

1.3 Aufnahmetechnik
1.3.1 Versatz (Dithern)
Dithern: (random displacement) Leichte Verschiebung des Teleskops zwischen zwei Aufnahmen (durch MGEN, setzt aktives Guiding voraus). Unbedingt empfohlen, da es dem Rauschen (walking pattern noise) effizient entgegenwirkt. Wenn gedithert wird, sind die Bilder mit „Kappa Sigma Clipping“ zu addieren.

Hintergrund: Das Teleskop wird nach einem Zufallsprinzip leicht bewegt (und auch der Leitstern), damit das Bild eines Sternes nicht immer auf genau dasselbe Pixel der Aufnahmekamera fällt. Das bietet einige Vorteile: "tote" oder "heiße" Pixel können beim addieren weggerechnet werden. Wenn das Objekt relativ zu ihnen auf den Einzelaufnahmen bewegt wird, können sie das Bild dann nicht mehr verfälschen. Ähnlich kann ein im Dunkelstrom vorhandenes Muster unterdrückt werden. Die ungleiche Sensitivität der Pixel verursacht ebenfalls ein Rauschmuster, das geglättet werden kann.

Sehr kurze Aufnahmebrennweiten können bei einem Sensor mit Bayer-Matrix (Farbcodierung) Farbverfälschungen hervorrufen, wenn ein Stern z.B. nur auf einem grünen Pixel zu liegen kommt. Wird der Stern verschoben, kommt er auf mehrere Pixel zu liegen und die Farbe gleicht sich aus. Muster im Hintergrundrauschen sind ein typisches Artefakt auf Bildern die ohne dithern aufgenommen werden. Das kann durch leichtes Nachgeben des Setup (Leitrohr und Teleskop nicht bombenfest verbunden), oder Bildfeldrotation bei nicht exakter Einnordung verursacht werden. Auch der Effekt eines verrauschten Flatfields wird durch RD gemildert. All diese Effekte des RD's zusammen führen zu einem wesentlich rauschärmeren Rohbild, wenn beim Stacken mit einem Kappa/Sigma Auswahlverfahren die verbleibenden Hotpixel-Spuren herausgerechnet werden. Ebenso können Flugzeugspuren vollkommen entfernt werden. Das mühsame Anfertigen und Verrechnen von präzisen Dunkelbildern kann mit dithern sogar ganz entfallen, und das durch die Darks hereingebrachte Rauschen entfällt dann ebenfalls. Wenn das Dithering aktiviert wird, arbeitet es mit dem Autoguiding und der Kamera-Fernsteuerung zusammen. Deaktiviert übt es keinerlei Einfluss aus.

Video zu dithering:

Walking Pattern Noise - Komisches Muster in Astrofotos. Was ist das und was kann man dagegen tun?

Das sog. Walking Pattern Noise oder Regenrauschen ist ein Rauschmuster, welches insbesondere bei DeepSky Aufnahmen die mit DSLRs gemacht wurden auftritt. In ...

www.youtube.com

[Frank Sackenheim]

1.3.2 Einzelbelichtungen
Lights: Die eigentliche Aufnahme. Aufnahmen (bei aktiven Guiding) mit MGEN immer Dithern.

Darks: (Dunkelbild) Erstellung: Selbe ISO und selbe Belichtungszeit wie Lights. Anzahl: ~50% der Lights aber muss nicht mehr als 30 sein. Darks und dithern sind Pflicht. Wichtig: Darks bei gleicher Temperatur wie Lights (+/- 1°C). Teleskop und Kamerasucher abgedeckt.

Hintergund: Erfasst wird der Dunkelstrom (Pixel produzieren ein Signal, auch wenn sie kein Licht erhalten) und das Ausleserauschen. Je länger die Belichtung, desto mehr Sättigung tritt auf (hot pixel treten hervor). Darks sind stark temperaturabhängig. Das Dark enthält selbst Rauschen, was beim Abzug vom Gesamtbild nachteilig wäre. Viele Aufnahmen sorgen für eine Mittelung des Rauschens. Zieht man Darks ab, muss man nicht nochmals Bias abziehen, sonst wird das Ausleserauschen zweimal abgezogen

Bias: Erstellung: Selbe ISO und kürzest mögliche Belichtungszeit (z.B. 1/4000). Anzahl: ~50% der Lights. Rund 100 Stück sind gut. Kann auch aus anderen Nächten wiederverwendet werden. Teleskop und Kamerasucher abgedeckt.

Hintergrund: Erfassung des Ausleserauschens der Kamera, welches später vom Bild abgezogen werden muss. Das Bias enthält selbst Rauschen, was beim Abzug vom Gesamtbild nachteilig wäre. Viele Aufnahmen sorgen für eine Mittelung des Rauschens.

Flats: (Hellbild) Erstellung: Selbe ISO (eigentlich egal) und auf Av mit +2/3 (alternativ doppelte Belichtungszeit gegenüber der angezeigte Belichtungsdauer im Av Modus) gegen Flat Field Folie (Ziel sind 50% Sättigung, was einem ADU Wert von 32.000 bei einer DSLR entspricht). Anzahl: ~50% der Lights. Kameraposition muss unverändert gegenüber Lights bleiben, sonst ist die gesamte Aufnahmeserie umsonst gewesen.

Hintergrund: Kamerapixel können unterschiedlich sensitiv sein oder im Strahlengang können Störungen sein (Staub nahe am Chip, Vignettierung). Das Gesamtbild wird durch das Flat später dividiert um die Störeffekte zu nivellieren. Das Flat enthält selbst Rauschen, was bei der Division vom Gesamtbild nachteilig wäre. Viele Aufnahmen sorgen für eine Mittelung des Rauschens. Auch Flats enthalten Ausleserauschen. Die Bias sind vom Flat deswegen abzuziehen.

Bei Monochromkameras: Die Staubschatten sind Wellenlängenabhängig -> Flats sind für jeden Filter einzeln zu erstellen.

Video zu Bias, Darks und Flats: https://www.youtube.com/watch?…OFAFum--KVusZV5ICqdRM2bIZ [Frank Sackenheim]

1.3.3 Aufnahmezeitpunkt
Galaxien sind Kontinuum-Strahler (eine Vielzahl von Sterne). Derartige Objekte sollte man sich nur bei mondlosen Nächten vornehmen.

[...]

CS

Dirk

Hallo Peter

Ich denke, eine der besten (verständlichsten) Quellen für Informationen zu Darks, Flats, Bias, Dithering, ISO / Gain, Belichtungszeit in Form von Videos ist effektiv Frank Sackenheims Youtube-Kanal, welcher bereits erwähnt wurde (heisst „astrophotocologne“). Ich als Einsteiger fand besonders seine praktischen Anschauungsbeispiele bzw. Vergleiche mit ganz anderen Themen im Alltag sehr gut. Dadurch wurde für mich vieles verständlicher und etwas verstehen ist ja immer besser als die Information stupide auswendig zu lernen

Ich habe zusammengefasst aus seinen Videos mitgenommen, dass - wie so oft im Leben - das anfertigen von einigen wenigen Korrekturaufnahmen schon viel bringt. Mit steigender Anzahl derselben holst du irgendwann nicht mehr viel (mehr) raus, da der Effekt nicht proportional steigt. So bringen z. B. 20 bis 30 Darks schon viel, aber 60 Darks führen nicht zur doppelt so guten Verbesserung als eben 30 Darks. Der Nutzen nimmt mit steigender Anzahl ab.

Was man auch nicht vergessen darf, ist, dass Darkframes u. a. ja die gleiche Belichtungszeit haben müssen wie die eigentlichen Bildaufnahmen (light frames). Und das kann dann auch mal ne ganze Weile dauern… Ehrlicherweise bin ich nicht böse, wenn die Darks dann am Ende der Aufnahme auch im Kasten sind. Schon nur 30 Darkframes à 1 Minute gibt ja auch wieder eine halbe Stunde. Entsprechend mehr wenn du Anzahl und/oder Dauer erhöhst…

Ich denke, dass besonders das Dithering eine gute Sache ist. Deine Montierung kann das auch ohne Guiding, nämlich über die herstellereigene App von Skywatcher fürs Mobiltelefon. Die App ist gratis und heisst für iOS „SA Console“. Die Einstellung fürs Dithering findest du unter dem obersten Menüpunkt „Astrofotografie“, dann unter „Dithering-Bereich (Arcmin)“. Ich habe es aber noch nie so betrieben.

Grundsätzlich habe ich sehr gute praktische Erfahrungen mit Dithering gemacht, allerdings mit meiner grösseren Montierung und dort dann über den MGEN (Autoguider). Wenn du es einsetzen kannst, würde ich es dir aufgrund des Nutzens (Bildqualität) sehr empfehlen.

Gruss und clear skies

Filippo

Hallo Peter

Zuerst einmal: Aber gerne doch! Freue mich, falls dir meine Antwort weitergeholfen hat.

Zitat von Peter.H

Dithering habe ich noch nicht so recht verstanden, aber das wird sicher besser sein als die Darks.

Ohne Anspruch auf absolute Richtigkeit und Vollständigkeit, da eine spontane Antwort meinerseits in meinem bescheidenen "Wissen" über diese Thematik: Der Vorteil des Ditherings ist, dass die Montierung den Bildausschnitt nach jeder oder jeder X-ten* Aufnahme eines Bilds (lights) ein klein wenig verschiebt, nur um jeweils ein paar Pixel. Die Sterne bzw. "echten" Bildinformationen (am Sternenhimmel) wandern so natürlich zwischen den Aufnahmen minimal herum. Das Tolle daran ist, dass z.B. gerade die nervigen Hotpixel jedoch über alle Aufnahmen immer an der genau gleichen Stelle des Bildes auftreten. Die Stacking-Software kann daher erkennen, dass es sich bei dem hellen Pixel somit um einen Bildfehler handeln muss, da sich dieser auf allen Aufnahmen - obwohl die Sterne leicht wandern - trotzdem immer an der genau gleichen Stelle im Bild befindet.

Meines Wissens lässt sich auf die gleiche (oder ähnliche) Weise auch das Rauschen ein wenig herausrechnen. Jedenfalls schadet das dithern nicht oder kaum (das Dithern benötigt ein ganz wenig Zeit, man könnte in extremis also von einem "Zeitverlust" der so wertvollen Belichtungszeit sprechen). Dafür nützt es aber wie oben beschrieben eine ganze Menge. Andere hier im Forum könnten das natürlich sicher noch technisch korrekter erklären

* je nach Einstellung der Montierung bzw. des Autoguiders

Beste Grüsse und clear skies

Filippo

Edit: schönes Bild hast du von den Plejaden aufgenommen!

Hallo Peter,

ohne Autoguider ist es schwierig, aber nicht unmöglich. Beim Dithern wird die Montierung wie von Filippo beschrieben um wenige Pixel entweder in RA oder DEC verstellt. Wenn du während deiner Aufnahmesession eh die ganze Zeit dabei bist, dann könntest du den Handregler auf die kleineste Geschwindigkeit stellen und nach jedem Bild (oder jedem x-ten Bild) kurz und im Wechsel auf eine der vier Richtungstasten drücken. Denke daran, dass das Teleskop ein wenig braucht, bis es sich nach der Verschiebung wieder einpendelt, also lass' etwas Zeit zwischen den Lights.

Wenn du ständig im Wechsel und gleichmäßig RA+, DEC+, RA-, DEC- "manuell ditherst", dann sollte das klappen. Bei dieser Methode musst du halt wie beschrieben immer dabei sein.

CS,

Marcel

Hallo Peter

Achso. Also wie oben erwähnt kann deine Montierung, die Skywatcher Star Adventurer, dithern::

Zitat von Skyscanner

Deine Montierung kann das auch ohne Guiding, nämlich über die herstellereigene App von Skywatcher fürs Mobiltelefon. Die App ist gratis und heisst für iOS „SA Console“. Die Einstellung fürs Dithering findest du unter dem obersten Menüpunkt „Astrofotografie“, dann unter „Dithering-Bereich (Arcmin)“. Ich habe es aber noch nie so betrieben.

Schau mal online bzw. in der Bedienungsanleitung

Edit: Mir fällt gerade ein, dass das wohl nur für die Version mit WiFi gilt

Hey Leute,

es ist eben extrem Klasse, wenn man sich eine gekühlte (und geregelte) Astro-Cam gegönnt hat.

Meine alte Canon EOS DSLR kann sich nun ausruhen und mehr liegen...

Ich habe mit den Darks (und die dauern ja) dann bei der Astro-Cam überhaupt kein Problem mehr.

Flats sind dann am nächsten Morgen auch nicht so schwer.

Und die Biases (oder wie man die nennen mag) darf man halt nicht vergessen, wegen der Flats...

Auf gehts!

Clear Skies

Dietrich