Frage zum "Unity Gain"

  • O.k.,

    Danke dann bleib ich bei meinem Gain 100 und halte halt drauf bis der Arzt kommt ;)

    Nicht desto trotz werd ich nach der Sommerpause mal n paar Nächte mit dem "Unity Gain" probieren,

    hab das zwar schonmal an NGC 5216 durchexerziert, aber das waren in der Summe andere Belichtungszeiten,

    meine mich aber zu erinnern das die im Unity Gain aufgenommenen beim reinzoomen nicht so detailreich waren wie die mit Gain 100 :face_with_monocle:


    @ Hartmut

    ??? Oben ist doch die Grafik von meiner Sensoranalyse?


    CS

    Chris

    WO RedCat 51 / Omegon veTec533 / UMI 17 Harmonic Mount / SVBony SV165 & SV 305M Pro ;)

  • "13,x Bit"? "Ca. 12 Bit"? Nein, Bits kann man nicht teilen. Diese sind hier entweder "0" oder "1" ;)

    Ist ja auch nur ein errechneter Wert in Sharpcap basierend auf den Messungen. :)

    EQ6R-PRO | OMEGON PUSH+ | SW Allview | Unistellar eQuinox | Seestar S50 |  ASKAR FMA 135

    SW 200PDS/1000 | SVBONY 503 80/560 (448) | SkyMax 102/1300 MAK | TS 61EDPH II

    ASI 120MC-S & MM-Mini | veTEC533c / 571c | N.I.N.A.

    METEORCAM (RPi4) (https://globalmeteornetwork.org/weblog/DE/index.html) DE000Q

  • Mich würde daher eher interessieren, welche Kombination Gain/Belichtungszeit zu welchem Himmel passt.


    Hi,

    ihr dürft den Himmelshintergrund nie aus der Rechnung raus lassen. Der ist bei der Astrofotografie entscheidend, darum kann man es auch nicht mit Tageslichtaufnahmen vergleichen oder gar aus "Versuchen im Keller" ermitteln.

    Welche Belichtungszeit/Gain Kombination die richtige ist, ist also von der Situation nachts vor Ort (heller Himmel/dunkler Himmel) abhängig.


    Es ist ein langes Video, man muss es sich vielleicht einteilen, aber immerhin auf deutsch (und es fasst das Video von Glover zusammen).

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    CS Frank

  • Hallo


    Es bleibt ja nur zu testen ob 3x so viele Bilder mit 1/3 Belichtungszeit bei 1e/ADU

    das selbe Ergebniss bringen wie eben mit den 3e/ADU Bildern

    Selbe Gesamtbelichtungszeit und dann vielleicht in den Einzelbildern jeweils mal messen wie hoch ein gerade noch nicht ausgebrannter Stern im Wert ist, die sollten ja eigentlich gleichhell sein.


    Gruß Frank

  • Es bleibt ja nur zu testen ob 3x so viele Bilder mit 1/3 Belichtungszeit bei 1e/ADU

    das selbe Ergebniss bringen wie eben mit den 3e/ADU Bildern

    Hallo,


    Das kann man aber nur vergleichen wenn bei beiden die Einzelbilder hintergrundlimitiert sind. Darum erhöht man bei den kurzen Belichtungszeiten den Gain um eben das gleiche Ergebnis zu erhalten. Ist man nicht hintergrundlimitiert verfälscht das eben die Aussage. Darum sollte man diese Tests eben bei gleichen Bedingungen am Nachthimmel machen und sich sicher sein dass man Hintergrundlimitiert ist.



    dann vielleicht in den Einzelbildern jeweils mal messen wie hoch ein gerade noch nicht ausgebrannter Stern im Wert ist, die sollten ja eigentlich gleichhell sein.

    Bei höherem Gain sollten dann eben die helleren Sterne deutlicher gesättigter sein wenn nicht ausgebrannt. Das geht aus Norberts Zeichnung ja hervor. Das ist ja der angesprochene Nachteil den man sich erkauft mit dem höheren Gain. Hier oft Dynamik genannt (was aber was anderes meint). Mir fällt kein Wort dafür ein.


    CS Frank

  • Hallo Frank


    Bei der Bezeichnung Dynamik fehlt wohl so alles. Von 0 auf 1000 ist ja schön, aber in einer Stufe oder in 100? Was in bit geht ist aber überschaubar, was damit beim logarythmisch Strecken rauskommt? Das hat wohl jeder schon gesehen wie der Schwäche Bereich der Histogramm Kurve in einzelne Nadeln zerfällt 😁


    Wenn ein Bild mit Verstärkung 1x hintergrunlimitert ist

    Dann ist es bei Verstärkung 3x in einem Drittel der Zeit ebenfalls hintergrundlimitiert

    Wir ja wohl möglich sein 4 Bilder mit 100 und 12 Bilder mit 311gain innerhalb einer Stunde zu machen.

    Ich würde das dann noch an einem 3/4 ausbelichteten Stern kontrollieren ob der auch tatsächlich die gedachte Verstärkung erhalten hat.

    Dann sieht man das Ergebniss, plus allem was noch nicht bedacht ist.

    Von der Sache her genügen 16400 Elektronen um 16400 Helligkeitsstufen zu erzeugen, man verstärkt aber sicher noch das Dunkelstromsignal und was auch immer.


    Eigentlich ist so ein cmos Pixel überschaubar, die e werden in einem Kondensator gesammelt wo sich eine Spannung bildet, die geht an den Verstärker.

    Ganz vergessen, ist ja zwischen dem Kondensator und dem Verstärker noch ein Schalter nötig, ich rate mal CMOS Transistor... Macht nochmal Rauschen😖, da sollte man einen höheren Strom an einen niederohmigen Widerstand wählen, also doch mehr e-

    Kleiner Nebensatz, mir ist kein Verstärker bekannt der bei höherer Verstärkung weniger rauscht. Wenn mehr Verstärkung wirklich weniger Rauschen tut, dann ist es der AD Wandler? Die haben ja auch Umwandlungstolleranzen von +-? DIDIT? Das dann als Rauschen rauskommen würde. So aus elektronischer Sicht ist mir das etwas suspekt, mir wäre der Praxistest lieber.


    Gruß Frank

  • Hallo in die Runde,

    auch wenn schon einige Zusammenhänge erklärt wurden, hab ich as Gefühl dass noch einiges Klargestellt werden sollte. Ein niedriger Readnoise hat eigentlich nur auf die Grenzgröße Einfluss, also alles was sehr wenig Signal hat. Da ist jede Verbesserung des Ausleserauschens, bspw durch höheren Gain hilfreich. Helle Partien, bspw Nebel usw. sind nicht durch den Sensor verrauscht, sondern durch den Shotnoise der Photonen (bzw. den der umgewandelten Elektronen, welcher durch die sogenannte Quanteneffizienz des Sensors dann doch wieder beeinflusst wird). Der Shotnoise wird durch die Wurzel aus den ankommenden Photonen beschrieben, also hat beispielweise eine helle Partie eines Nebels 1000 Photonen ist das Rauschen im besten Falle 31,7 Photonen. Bei einem idealen Sensor mit einer QE von 1 sind das 31,7e (rms), also viel höher, als für gewöhnlich das Ausleserauschen. Also ist es auch herzlich egal ob der Sensor 1e-/DN, bzw Unity-Gain hat, da das Signal eh mit 32 Helligkeitsstufen rauscht. Daher ist es hier übrigens auch verschenkte Liebesmühe mit extrem hoher linearer (Bit)-Auflösung zu samplen. Die Auflösung muss diesbezüglich eigentlich nur das Rauschen ausreichend gut Samplen, dh. bei 5e-Rauschen wäre schon Unity-Gain ganz gut. Und Übrigens bringt ein höherer Gain, selbst wenn die Elektronen eh nur quantisiert auftreten, eine Verbesserung des Rauschens, die ist dann nur nicht mehr sehr groß und rechtfertigt den Verlust im Dynamikumfang nicht.

    Vg Tino

    Ps Frank "Kleiner Nebensatz, mir ist kein Verstärker bekannt der bei höherer Verstärkung weniger rauscht. Wenn mehr Verstärkung wirklich weniger Rauschen tut, dann ist es der AD Wandler? Die haben ja auch Umwandlungstolleranzen von +-? DIDIT? Das dann als Rauschen rauskommen würde. So aus elektronischer Sicht ist mir das etwas suspekt, mir wäre der Praxistest lieber."

    Es geht nicht um das Rauschen des Verstärkers an sich, sondern solange die Verstärkung des Signals höher ist, als das Rauschen dabei ansteigt, hat der Verstärker seinen Job gemacht.

  • Hallo


    Das mit dem Signalrauschen sehe ich auch so, da muss wenn man mit höherem Gain kürzer belichtet die Mehranzahl der Bilder es wieder aufhübschen.

    Wenn du 16e sammelst statt 4e ist das Rauschen 1/4

    Sammelst du 4x4e, also in 4 Bildern halbiert sich das Rauschen auf 1/2

    Man kommt also trotz gleicher Menge gesammelte Licht nicht ran, man bräuchte 16 Bilder.

    Nun hat sich aber das Ausleserauschen im Einzelbild nicht weg gemittelt, bei den 4 Bildern aber schon

    Die eine Variante dominiert Ausleserauschen, die Andere Signalrauschen.

    Ist die Frage was besser ist.


    Gruß Frank

  • Hallo Frank,


    wenn Du bei gleicher Gesamtbelichtungszeit deine Aufnahme in n Teilbelichtungen zerlegst, ändert sich am Signalrauschen nichts, und das Ausleserauschen erhöht sich um $\sqrt{n}$.

    Fürs S/N gilt :


    $\frac{S}{N}=\frac{S}{\sqrt{S+D+B+n_{sub}\left({n_r}^2\right)}}
    $


    S= Signal, D=SDunkelstrom, B = Hintergrund , nr = read noise


    Somit kannst Du bei der Zerlegung in Chris Beispiel in drei Teilaufnahmen die Gesamtkapazität wiederherstellen, aber statt den 3.5 e- ohne gain fallen jetzt 2.9 * $\sqrt{3}$ = 5 e- an.


    Bitte beachten: das gilt nur für diesen Fall. Es gibt Kamertas, wo das Rauschen auch stärker mit dem Gain abfällt.


    (Falls dich die Herleitung interessiert, kann ich das nachholen odert per P/N liefern, aber das dauert etwas.


    Viele Grüße

    Norbert


    PS: Wenn man die Kapazizät nicht braucht, spricht natürlich nichts gegen den höheren Gain.

  • Ok Leute,

    was ihr jetzt noch alles hier getextet habt übersteigt meinen Horizont.

    Aber ich hab mir jetzt Franks Video zur H-Limitierung angekuckt und folgende Berechnung für ein 5min Subframe von M82 gemacht.


    Also ich hab von einem Light ein Masterdark abgezogen und bin dann auf einen Mean Wert (in einem Preview des Hintergrundes) von 9 gekommen,

    dies hab ich mit meinem Gain von 3,1 multipliziert und vom Ergebnis die Quadratwurzel gebildet, das = 5,2,

    meine Read Noise ist 3,48, also bin ich grade so Hintergrundlimitiert, ist das so korrekt?


    CS

    Chris

  • Chris,


    9 ADU kommt mir sehr wenig vor, dann würde ich tatsächlich mit dem Gain hoch. Du hast doch PixInsight oder? Was sagt denn der Calculator? Und kannst du mir das Bild und das Bias mal schicken? Ich möchte nachschauen ob das stimmt mit den 9ADUs.


    CS Frank

  • Helle Partien, bspw Nebel usw. sind nicht durch den Sensor verrauscht, sondern durch den Shotnoise der Photonen

    Hallo Tino,


    gilt das nicht für den Shotnoise des Himmelshintergrunds gleichermaßen? Das ist doch das Wesen der Hintergrundlimitierung wenn man so will.


    CS Frank

  • Hi Frank,

    warum Bias? Dachte da nimmt man eigentlich das Masterdark?

    Vielleicht liegts daran dass ich "Statistics" auf 14bit eingestellt hatte,

    nehme ich 16bit sind's 36 ADU.


    Hier die Files:

    1 x Bias Gain 100 Offset 155 (Offset nehm ich mittlerweile 50, 155 war zuviel des Guten)

    0010_Bias_0.001s_G100_OFS155.fit
    Shared with Dropbox
    www.dropbox.com


    1 x Light (300sek) Gain 100 Offset 155 bei -10°C

    0070_L_M82_300s_G100_OFS155.fit
    Shared with Dropbox
    www.dropbox.com


    Grüßle


    P.s.:

    Aufgenommen mit 603mm bei f6/6


    Und wenn Du das Bild eh öffnest,

    könntest Du das mal kurz debayern und mir eine Aussage zum Farbrauschen im Hintergrund machen?

    Ich finde das enorm für eine gekühlte Cam bei niedrigstem Gain an einem Bortle 4 Himmel,

    das wird auch bei wesentlich längerer Belichtung (15min) nicht viel besser,

    unter anderem der Grund warum ich diesen Thread hier mit den Kamera-Einstellungen erst eröffnet habe.

    WO RedCat 51 / Omegon veTec533 / UMI 17 Harmonic Mount / SVBony SV165 & SV 305M Pro ;)

    Einmal editiert, zuletzt von KometC8 ()

  • Vielleicht liegts daran dass ich "Statistics" auf 14bit eingestellt hatte

    Das ist definitiv falsch! Ein häufiger Irrtum den viele machen (also betrachte dich in guter Gesellschaft). Bitte immer auf 16bit lassen.

    Ich gucks mir morgen an. Heute Arbeit und morgen Rückreise. Melde mich dann.


    CS Frank

  • Eigentlich müsste sich das Rauschen um Wurzel n verringern, ich meine da die Varianz

    Der Grundpegel durch das Rauschen steigt natürlich wenn man einfach addiert

    Das stimmt dann, wenn Du n gleiche Aufnahmen machst, statt einer. Hier machst Du aber nur n Aufnahmen mit der 1/n-fachen Belichtungszeit. Ob man das jetzt mit Mitteln oder Summieren durchrechnet ist egal, solange man es konsequent für Signal und Rauschen beibehält.


    Den Nebensatz "ich meine da die Varianz" hab ich nicht gelesen, damit ich nicht versuche ihn zu verstehen.... ;)


    Viele Grüße

    Norbert

  • Und wenn Du das Bild eh öffnest,

    könntest Du das mal kurz debayern und mir eine Aussage zum Farbrauschen im Hintergrund machen?

    Ich finde das enorm für eine gekühlte Cam bei niedrigstem Gain an einem Bortle 4 Himmel,

    das wird auch bei wesentlich längerer Belichtung (15min) nicht viel besser,

    unter anderem der Grund warum ich diesen Thread hier mit den Kamera-Einstellungen erst eröffnet habe.


    So,


    habe mal das Bild und deine Sensoranalyse mit dem Sky Limited Exposure Script gefüttert (da passiert nix anderes wie in meinem Video, nur dass du zusätzlich noch die Belichtungszeit angezeigt bekommst, bei der du Hintergrundlimitiert bist).

    Also bei 300s bis du Hintergrundlimitiert, aber gerade eben. D.h. es ist hier tatsächlich zu überlegen mit dem Gain etwas rauf zu gehen (wenn deine Werte aus der Sensoranalyse stimmen).

    Du kannst das aber auch alles selber machen. Z. Bsp. mit dem Script Basics CCD Paramters den Gain bestimmen (den gain e- per ADU!!). dazu benötigst du zwei Flats, zwei Bias, zwei Darks. natürlich bei dem Gain den du verwenden willst.

    Dann kannst du mal das Script SkyLimitedExposures durchführen, dort die ermittelten Werte eintragen.

    Noch einfacher in NINA. Da kannst du dir während der Aufnahme schon anzeigen lassen ob du HT Limitiert bist.


    Was dein Rauschen angeht: Ein Einzelbild rauscht halt. Wahrscheinlich ist die Hauptursache dein Himmel. Man sieht auch an den hellen Sternen, dass es bei der Aufnahme Hochnebel gab. Du müsstest in den Summenbildern ordentliche Halos haben.


    CS Frank

  • Danke für die Opferung Deiner Zeit Frank :thumbup:


    Das mit der Sensoranalyse & Sky Limited Exposure Script & Script Basics CCD Paramters passt schon alles,

    apropo Sky Limited Exposure Script,

    Du warst Dir im Video nicht sicher ob bei ADU BITS die Bits der Kamera oder des Bildes eingetragen werden müßen,

    das müßen die Bits der Kamera sein, wählt man eine Spalte drüber ein schon eingetragenes Kameramodell aus, dann trägt es dort automatisch die Bits der Kamera ein :nerd_face:


    Und Halos?

    Verd., da hat mir Subframe Selector das einzigste Bild mit Halos um die Sterne am höchsten gewichtet :grimacing_face:

    Aber da ist nichts im Summenbild mit Halos um die Sterne, wir reden hier von 1200 Lights (nach Subframe Selector noch 800),

    das egalisiert sich.


    Und zum Farbrauschen,

    betrachte bitte hier nochmal am Summenbild (Quick & Dirty kurz hochgezogen) den Hintergrund,

    das kann doch nicht sein bei 66h hintergundlimitierter Belichtung, oder?


    M82.tif
    Shared with Dropbox
    www.dropbox.com


    CS

    Chris

    WO RedCat 51 / Omegon veTec533 / UMI 17 Harmonic Mount / SVBony SV165 & SV 305M Pro ;)

  • Hallo Chris,


    ich glaube du machst dir zu viele Gedanken. In deinem Bild sehe ich eine sehr tolle Tiefe mit sehr plastischem Zirrus und tollen, rotverschobenen Galaxienhaufen. Wenn man das auf Anschlag stretched sieht man da Rauschen, das wirst du immer sehen.


    Was den Subframe Selektor angeht: Ich nutze den nicht. Ich würde die Bilder erstmal blinken und schauen wie die Qualität ist. Ich traue keinem Algorithmus der 400 von 1200 Lights aussortiert.

    So sorry, war alles sehr zeitraubend hier, ich verabschiede mich mal aus dem Tread.


    CS Frank

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