optimale ISO-Einstellung durch Darks ermitteln

  • Bin da auf ein Thema von Daniel Nimmervoll gestoßen, indem die Belichtungszeit und die ISO Zahl der Darks einen Einfluss hat, auf das Ergebnis beim Stacken.


    ISO-Einstellung durch Darks


    Verschiedene Kameramodelle weißen ein bestimmtes Muster in den Darks auf, wenn man diese z.b: in Photoshop mit der Methode "Tonwertanpassung" auf das Maximum stretcht. Einige Modelle weisen danach unterschiedliche Muster wie dunklere Streifenmuster auf. Das kann je nach Kamera jeweils unterschiedlich sein, dass unter einer bestimmten Belichtungszeit und ISO-Einstellung unterschiedlich ausfallen kann. Je nach wie die Streifen dort ausgeprägt sind, können diese dann beim Stacken dann wenn man das fertige Bild ohne Bias - dann wenn man das Histogramm entsprechend verändert, dann auch im Bild zum Vorschein kommen.

    Diese Testreihe habe ich mit meiner Kamera gemacht, indem ich das Walimex 14 mm dazu verwendet habe, und jeweils unterschiedliche Belichtungszeiten und ISO-Werte die Aufnahmen im RAW-Format gemacht habe. Deutlich schlechter schneiden hier geringe ISO-Zahlen unter 1600 ISO ab, wobei auch die Belichtungszeit einen Einfluss auf die Streifen in den Darks hat. Wenn also mit einem geringen ISO-Wert Aufnahmen gemacht werden, ist es auf jeden Fall ratsam hier Bias zu machen.


    Bin überrascht, wie sich die Streifen bei meiner Kamera hier auswirken. Denke mal nach dem betrachten der Aufnahme, dass ISO 1600 mit 30 Sek. und 120 Sek am optimalsten abschneiden. Aber die Muster können auch jeweils anders sich entwickeln, indem hier die Sensortemperatur mit einbezogen werden müsste.



    PS: hoffentlich ist der Beitrag auch hier an der richtigen Stelle.

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    :telescope: 150/750 mm Skywatcher Newton | :camera: Canon EOS 600d + 14 mm Walimex, 24 mm Weitwinkel, 80 - 300 mm Tele, 16 - 55 mm Zoomobjektiv |

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    Gruß Manfred

  • Das ist schon interessant. Das die Streifen bei geringerer Iso Einstellung mehr raus kommen dürfe meiner bescheidenen Meinung daher kommen, das die Rauschunterdrückung die Details bei höheren Iso Werten weg rechnet ( was bei Astro Fotos ja nicht unbedingt gewünscht ist) Bei längeren Zeiten kommt dann irgendwann das Aufheizen des Sensors dazu. Da du ja Darks gemacht hast, ist das Objektiv irrelevant, kommt ja kein Licht durch. Gerade im Raw Format ist die Iso Einstellung eigentlich völlig egal, es werden ja nur die Sensor Daten aufgezeichnet , und Iso wert ( und andere Bild beeinflussende Einstellungen, wie Rauschunterdrückung, Farben, echt) werden im Prinzip erst im Nachhinein sozusagen dazugerechnet. Hast du den Test mal spasseshalber mit unterschiedlichen Raw Konvertern gemacht ? Das wäre sicher auch noch ein interessantes Ergebnis.

  • Das ist schon interessant. Das die Streifen bei geringerer Iso Einstellung mehr raus kommen dürfe meiner bescheidenen Meinung daher kommen, das die Rauschunterdrückung die Details bei höheren Iso Werten weg rechnet ( was bei Astro Fotos ja nicht unbedingt gewünscht ist) Bei längeren Zeiten kommt dann irgendwann das Aufheizen des Sensors dazu. Da du ja Darks gemacht hast, ist das Objektiv irrelevant, kommt ja kein Licht durch. Gerade im Raw Format ist die Iso Einstellung eigentlich völlig egal, es werden ja nur die Sensor Daten aufgezeichnet , und Iso wert ( und andere Bild beeinflussende Einstellungen, wie Rauschunterdrückung, Farben, echt) werden im Prinzip erst im Nachhinein sozusagen dazugerechnet.


    Hast du den Test mal spasseshalber mit unterschiedlichen Raw Konvertern gemacht ? Das wäre sicher auch noch ein interessantes Ergebnis.

    Hallo Astro_Achim,


    meinst du die RAW - Konverter die für die Bildbearbeitung, also für die Entwicklung dieser RAW-Dateien in der Bildbearbeitungssoftware zur Verfügung stehen? Diese Dateien die ich im RAW-Format aufgenommen habe, habe ich in Adobe Camera RAW geöffnet nicht weiter verarbeitet, wie einige Regler angewandt. Sonst würde das das Ergebnis verfälschen. Danach in Photoshop geöffnet und in Schwarzweiß umgewandelt, weil die Darstellung in Farbe scheußlich aussieht. Mit welchen weiteren Programmen kann man diese noch öffnen, wie Digital Photo Professional von Canon?


    Die Streifen die bei geringer ISO Zahl auftreten, ist nicht leicht zu verstehen, warum die hier stärker zum Vorschein kommen, als gegenüber wenn man eine höherer ISO-Einstellung verwendet. Auch die Belichtungszeit wird hier viel dazu beitragen, wie weit sich die Muster reduzieren lassen. Denke mal kürzere Belichtungszeiten sind nicht unbedingt immer das optimalste. Wahrscheinlich könnte auch die Umgebungstemperatur und das Aufheizen des Sensors auch eine entsprechende Rolle hier spielen.

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    Gruß Manfred

  • Hallo Astro_Ehingen,


    Ja, Raw Dateien sind, wie der name schon sagt, Sensor Rohdaten. D.h. der eingestellte ISO Wert an der camera, Irgendwelche Farb Settings , Schärfen, u.v.w. speilen für die Daten garkein Rolle , sondernder werden praktisch als Infos zur Weiterverarbeitung mit abgespeichert. Ein Raw Konverter ( wie z.b. Adobe Foto Raw) wandelt zunächst sozusagen die Raw Daten in ein Bild um, und nimmt dann die einstellungen an hand der mit abgespeicherten Settings vor . So mal ganz grob der Ablauf ( im Detail noch etwas anders). Je nach verwendetem raw Converter können daher die Ergebnisse recht unterschiedlich sein. Afinity , DxO Lab, Phase One, Dark Table , Raw Therapie , Luminar, um mal ein paar zu nennen. Auch wenn du dir so ein Raw Photo in der Camera als Vorschau anschaust, wird es vorher auf genau diese Weise umgewandelt ( ganz im Gegenteil zu Jpeg ) . Auch die Umwandlung in SW , die du mal eben mit einem Knopfdruck beschrieben hast , ist eine Wissenschaft für sich . Ein paar alte Bekannt vom RIT haben darüber mal ein ganzes Buch geschrieben," From Oz to Kansas ", richtet sich aber eher an Photografen, und ist hier irrelevant. Um nochmal auf die Streifen zurück zu kommen, die bei den niedrigen Iso Zahlen vorhanden sind...ja, die sind wahrscheinlich wirklich da. Bei höheren Iso Zahlen wird ja nicht der Sensor empfindlicher , es werden nur die Signale vom Sensor verstärkt ( b.z.w. hochgerechnet) , was zu einem gewissen Rauschen führt ( und zu rechnerischen Überlappungen zwischen den einzelnen Pixeln ) , diese Fehler muss man dann wieder raus rechnen, was dazu führt das sowohl Details wie auch Kontrast Werte verlorene gehen. Daher fallen die Streifen bei den höher eingestellten Empfindlichkeiten nicht mehr so auf . Zugleich würden aber auch winzige Kontrastunterschiede, die vielleicht für ein Deep Sky Aufnahme wichtig wären....verschwinden. Raw ist zwar nicht so ganz schlecht , aber natürlich um längen besser als JPEG. Dazu kommt leider, das RAW kein Standard ist, d.h. jeder Hersteller macht hier mehr oder weniger was er will. Du brauchst also für jede Camera einen passende Converter Software , und nicht jede Software interpretiert die Daten gleich. Du kannst ja aus Spass mal ein paar der oben aufgeführten Converter Probieren. Aus diesem Grund ist man bei Astro Fotografie irgendwann auf FITS gegangen ( Fits ist im Prinzip TIFF mit diversen Extras)

  • Hallo Achim,


    also dass die ISO Einstellung erst nach der Raw Konvertierung relevant ist, ist so nicht richtig. Bei den meisten Modellen der CMOS DSLRs handelt es sich um einen analogen Verstärkungsprozess, lediglich bestimmte ISO Zwischenwerte und oft ganz hohe ISO Werte bedienen sich zusätzlicher , digitaler Berechnungen. Die Rohdaten im Bereich ISO100 - ISO3200 sind fast immer frei von digitaler Verstärkung, und landen so auch im raw-File. Sonst hätte die ISO Zahl auch keinen Einfluß aufs Ausleserauschen.


    Grüße

    Norbert

  • Hallo Nobbi, Asche auf mein Haupt, ich war einfach zu lange in der professionellen Welt unterwegs. Ja, bei den Consumer meisten SLR, s hast du heute eine analoge Verstärkung. Vor 15 Jahren war das eher die Ausnahme. Bei Profi Cameras wie Black magic oder Phase One hast du nach wie vor ein Base ISO, und nur das wird im Raw abgespeichert, daher kannst du auch nach der Aufnahme den ISO Wert einstellen . Die alten Nikons, wie die D1 hatten das auch noch. Aber du hast recht, mittlerweile hat sich das geändert. Ich merke nun, das ich doch schon ganz schön alt bin 😁😁.

  • Bin ja nach dem Video so vorgegangen, von Daniel. Nähers weist du dann wenn du das Video betrachtest. Vom Ausleserrauschen ist hier auch keine Rede davon, nur dass bei bestimmten ISO Werten horizontale Streifen durch Max Stretch zum Vorschein kommen. Wie die Streifen dort sichtbar werden, unklar. Auf jeden Fall wird das bei einem Masterdark wohl nie wenn die bei einer bestimmten ISO-Zahl angewandt werden, dann auch im Endbild sichtbar werden, nie ganz verschwinden also wenn man die Gradationskurve erhöht, dann auch zum Vorschein kommen. Auch das hängt vom Kameratyp ab, da jede Kamera hier anders reagiert auf diese Muster.

    Eine fertige Aufnahme habe ich leider noch nicht, dass man das auch sehen kann. Somit hat doch die einstellte ISO-Zahl einen Einfluss auf das Dark das erstellt wird.

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    Gruß Manfred

  • Hallo Astro Ehingen, ja , die ISO Zahl hat in soweit einen Einfluss, jedoch ist es leider unklar welchen, wie man sieht. Was hier passiert, also Streifen oder keine Streifen ist ein Mix zwischen Fertigung Toleranz, Signal Verstärkung und komplexer Rausch Unterdrückung. Dieses wird, leider muss man sagen, bei moderen Kameras auch im Raw Format angewendet. Das war früher nicht so. Durch diese Technik, somit ist es leider auch kein wirkliches RAW mehr , kommen dann solche für den Astronomen unschöne Effekt wie das bekannte Star-Eating zu Stände, also Kamera Modelle, die neben dem Rauschen auch gleich ein paar Sterne mit weg rechnen. Die Empfindlichkeit und Bildqualität die heute bei modernen SLR der Fall ist, ist schon beeindruckend . Ich hatte im letzten Jahr eine Z6 die ohne Probleme bei 5 Stellingen ISO Werten super Bilder gemacht hat... Nur leider nicht am Teleskop, da musste man dann runter mit dem ISO, sonst hat auch da sie Kamera so einiges Weg gerechnet. Nicht mehr ganz so schlimm wie einige Modelle vor 5 Jahren, man hat sich weiter entwickelt, aber trotzdem. Moderne SLRs sind nicht für die Astro Photographie abgestimmt, und es wird sehr viel im Hintergrund gerechnet auf das man keinen Einfluss mehr hat.

  • Hallo,


    einen Punkt darf man hier nicht übersehen: Wenn man die Darks automatisch maximal stretcht, ist die Skalierung eben nicht mehr vergleichbar. Das wären sie nur, wenn man Schwarz und Weißpunkt über die gleiche Photonenzahl definiert. Bei ISO1600 erzeuge ich ja 16 mal mehr ADUs aus der gleichen Lichtmenge, als bei ISO 100. Lassen wir mal die Ausleserauschverbesserung beiseite, wäre das ISO100 Bild somit 16mal mehr gestretcht, als das ISO1600 Bild, entsprechend stärker fällt das "fixed pattern" auf.

    Bei CCDs kann man das sehr schön im Querschnitt darstellen, da sieht man bei niedrigem Gain das typische A/D Wandlerrauschen, während es bei hohem Gain vom Ausleserauschen, das eine ganz andere statistische Verteilung hat, überdeckt wird.


    Für Vergleiche ist es immer einfacher, man nimmt Querschnitte aus den Bildern. Die Skalierung an zweidimensionalen Bildern ist immer mit Vorsicht zu genießen. Falls ich meine alte DMK CCD im Keller noch finde, kann ich den obigen Zusammenhang nochmal grafisch erläutern, heut wird das aber nix mehr.


    So gesehen ist das Verhältnis fixed pattern noise zu statistischem Noise bei niedriger ISO ungünstiger und erfordert eine saubere Kalibration. Wenn man ohnehin Darks macht, ist es allerdings nicht entscheidend für die richtige ISO Wahl.

  • Also ich finde es auch mutig die "richtige" ISO am Dark festzulegen :/

    Wie sieht es denn mit dem Dynamikumfang aus?


    MfG

    Chris

    TS APO 90/600 / Riccardi Red. 0,75 / Omegon veTec533 / CEM25P / MGEN II am 60mm Sucher ;)

  • Hallo Chris,


    der Dynamik Umfang geht natürlich runter mit hoher ISO. Im Video wird eben ausschließlich aufs Banding als Parameter hingewiesen, alles andere bzgl. SNR und Dynamik wird außen vorgelassen. Macht teilweise Sinn, weil man eben Muster nur mit sauberen Darks korrigieren kann (kritisch bei DSLRs) oder wenn das Muster eben fröhlich übers Bild wandert. Dann kann das Banding bzw. Muster der dominierende Störfaktor sein. Aber deshalb vom optimalem ISO zu sprechen find ich auch nicht ok.


    Die Krux mit den Optimierungen einzelner Parameter ist eben auch, dass die ganze "Theorie" dazu immer einen fehlerfreien und optimalen Workflow voraussetzt. Schon eine Kleinigkeit wie z.B. eine nicht ganz abschaltbare interen Rauschreduzierung, oder das interne Abschneiden des Offsets (wie bei den einfacheren Nikons) oder verlustbnehaftete Datenkompression, können diese Betrachtung ad absurdum führen.

    Die Suche nach dem besten ISO Wert ist so ähnlich wie die Frage an den Fahrer eines Autos mit Schaltgetriebe, welcher Gang der beste ist.


    Gut finde ich am Video, dass es einen Anstoß gibt, sich mal die Darks wirklich quantitativ anzuschauen (wenn gleich das obige Skalierungsproblem es leider wieder etwas kaputtmacht).


    Gruß

    Norbert

  • Na ja,

    hab es scherzeshalber auch mal durch exerziert 8)

    Deswegen Nikon und nicht mehr Canon, was ist Banding?

    Und das Banding stammt bei Canon eindeutig vom Tiefpassfilter,

    als ich bei meiner 600D mal alle Filter entfernt habe war das Banding komplett weg.


    TS APO 90/600 / Riccardi Red. 0,75 / Omegon veTec533 / CEM25P / MGEN II am 60mm Sucher ;)

  • Ist wohl bei verschiedenen Kameramodellen sehr unterschiedlich ausgeprägt. Zwar sind die Aufnahme im Zimmer entstanden, aber einen Vergleich dann wenn es deutlich kälter ist, dies zu wiederholen. Ob hier die Außentemperatur einen Einfluss auf das Banding hat, oder die verschieden RAW-Converter dies möglicherweise sogar anders zum Vorschein bringen, muss man sehen. Komme gerade nicht dazu.


    Was interessant wäre, mal Aufnahmen mehrere davon machen und diese zu stacken und dann noch entsprechend stärker stretchen, ob das Banding auch zum Vorschein kommt.

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    Gruß Manfred

  • Was interessant wäre, mal Aufnahmen mehrere davon machen und diese zu stacken und dann noch entsprechend stärker stretchen, ob das Banding auch zum Vorschein kommt.

    Klar kommt das auch im Master zum Vorschein, wohin soll's denn verschwinden?


    MfG

    Chris

    TS APO 90/600 / Riccardi Red. 0,75 / Omegon veTec533 / CEM25P / MGEN II am 60mm Sucher ;)

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