Mono- und Farbchip am Auflösungslimit der Optik

  • Aufgrund unterschiedlicher Expertenmeinungen hier im Forum zur Brennweitenanpassung von Farbkameras mit Bayermaske habe ich kürzlich eine ZWO ASI178MC Farbkamera angeschafft und diese anhand eines Siemenssterns mit meiner seit einigen Jahren erfolgreich verwendeten Monochromkamera ASI178MM verglichen. Hier ist eine Gegenüberstellung der Ergebnisse:


    Siemensstern_kp22rlj7.gif


    Die Bilder wurden aus Videos mit jeweils ca. 300 Einzelbelichtungen in Autostakkert AS!3 mit 1,5x Drizzle gewonnen und in Fitswork mit dem interpolierenden dSinc-Algorithmus 2-fach nachvergrößert. Maßnahmen zur Kontrastverstärkung kamen nicht zur Anwendung. Beim Einatz der Kameras unmittelbar in der Fokalebene meines 10" f/5 Spiegels entspricht der Siemensstern einem Planetendurchmesser von ca. 37 Bogensekunden .


    Der seit vielen Jahren immer wieder von Experten vorgebrachte Argwohn gegenüber meiner Feststellung, dass man mit Monochrom-Kameras bereits ab einer Brennweitenanpassung f/D = 2*p/µm das Auflösungsvermögen der Optik erreichen kann, ist für mich im Hinblick auf die hier gezeigten Ergebnisse der Farbkamera inzwischen durchaus nachvollziehbar.


    CS Jan

  • Man darf bei den Pixelangaben nicht vergessen, das eine Farbkamera 2x2 Pixel für eine Auflösungseinheit braucht und eigentlich ein 2x Binning ist. MM-Kameres haben die bessere Bildqualität und Auflösung, allerdings mit dem Mehraufwand der Filterei verbunden.

  • Die Bilder wurden aus Videos mit jeweils ca. 300 Einzelbelichtungen in Autostakkert AS!3 mit 1,5x Drizzle gewonnen und in Fitswork mit dem interpolierenden dSinc-Algorithmus 2-fach nachvergrößert. Maßnahmen zur Kontrastverstärkung kamen nicht zur Anwendung. Beim Einatz der Kameras unmittelbar in der Fokalebene meines 10" f/5 Spiegels entspricht der Siemensstern einem Planetendurchmesser von ca. 37 Bogensekunden .

    Mich würde mal der Messaufbau interessieren, nur das Wackelbild sagt ja nicht viel aus.

    Mein Problem liegt immer darin, alle äußeren Einflüsse zu eliminieren und reproduzierbare Ergebnisse zu bekommen.


    CS Bernd

  • Mich würde mal der Messaufbau interessieren, nur das Wackelbild sagt ja nicht viel aus.

    Hallo Bernd,


    die Kameras waren mit dem dazugehörigen 2,5 mm Fisheyeobjektiv ausgestattet und lagen jeweils mit ihrer Rückseite lose auf dem Tisch, die Siemenssternvorlage war in einem Abstand von ca. 50 cm darüber fixiert. Während der einzelnen Videoaufnahmen hat nichts gewackelt. Die GIF-Animation wackelt nur, weil die Kameras bei den Versuchen nicht immer genau an derselben Stelle auf dem Tisch lagen.


    CS Jan

  • Die OSC Kamera macht hier kein Binning - das ist Color Interpolation! Das ist was ganz anderes, aber es erklärt den messbaren Effekt.


    CS & VG

    Stefan 

    :star: Deep Sky: Sky-Watcher QUATTRO 150P | TS PHOTOLINE 106/700 f6.6 | ASKAR FRA300 Pro 60mm f/5 | Samyang 135mm F2.0 ED UMC :ringed_planet: Mond, Planeten (,Sonne): Sky-Watcher Skymax Mak-Cas 150/1800 | Sky-Watcher Skymax Mak-Cas 102/1300 :sun_with_face: Sonne: Lunt LS60MT Ha B1200 :camera: Kameras: ZWO ASI533MC Pro, ZWO ASI178MM, ZWO ASI178MC, ZWO ASI585MC, QHY 5III 715C :magnet: Autoguiding: Svbony SV106 | QHY 5III 178c :telescope: Montierung: iOptron CEM26 :high_voltage: Powerbank: FOX HALO 96K Power Pack :globe_showing_Europe_Africa: Webseite: https://www.junger.net/

  • Anders als beim 2x Binning überlappen aber die 2x2 Pixelgruppen "RG" und "BG" mit einem zentralen Abstand von jeweils nur einem Pixel.

    Die Lücken setzen zwar die Grenzfrequenz herab, sorgen aber gleichseitig auf das Raster bezogen für eine deutlich geringere Konvolution, was die Sensor-MTF bis zur Grenzfrequenz erhöht. Die Sensor-MTF einer Farbkamera ist erheblich komplexer und besser als man naiverweise meinen könnte. Man sieht im monochromen Bild sehr schön, dass die Grenzfrequenz diagonal niedriger ist, worüber selten gesprochen wird.


    Mit Drizzling verändert man allerdings sehr viel, so dass man weniger eine Aussage über die Kamera macht als eher über das Gesamtsystem inkl. EBV.


    Da sich die Sensor-MTF von Kameras über die Jahre sehr verbessert hat und speziell Sony eine ganze Reihe von Sensoren mit ziemlich hoher Sensor-MTF hat, kann man die Ergebnisse allerdings nicht verallgemeinern. Das kann bei anderen Sensoren durchaus anders aussehen.


    Michael

  • Mit Drizzling verändert man allerdings sehr viel, so dass man weniger eine Aussage über die Kamera macht als eher über das Gesamtsystem inkl. EBV.

    Hallo Michael,


    das hatte ich inzwischen auch festgestellt und habe die oben gezeigte Animation jetzt auf der Basis von Einzelbildern aus den entsprechenden Videos erstellt:


    Siemensstern_36mm54rf.gif


    Die Monochromkamera bietet hier schon eine erkennbar bessere Ortsauflösung als die Farbkamera. Bei der Farbversion ist es offensichtlich ratsam die gewonnenen Bilder und Videos monochrom und nicht im RGB-Format (Debayer) abzuspeichern.


    Das Ergebnis des 6-Mp-Monochromchips wäre möglicherweise noch etwas günstiger ausgefallen bei Verwendung eines höher auflösenden Test-Objektivs. Das 2,5 mm Fisheye ist nur mit 3 Mp spezifiziert.


    In dem Monochrombild der ASI178MM habe ich eine Strichmarke eingetragen, um die Auswirkung der für hiesige Bedingungen typischen Seeingsituation mit 2" FWHM an meinem 10" f/5 Spiegel anzudeuten. Mit Hilfe von Video und Stacken lässt sich ja glücklicherweise nicht nur das Seeing, sondern auch das Kameraraster weitgehend ausblenden ...


    Dank & CS Jan

  • Hallo Jan.


    Hm, ich hatte noch nie so eigenartige Debayer-Artefakte, wie sie in deinen gifs zu sehen sind. Da läuft doch etwas schief.


    Du schreibst, dass du den Siemensstern mit dem mitgelieferten Objektivchen abfilmst, und "da wackelt nichts". Sollte es aber, denn Autostakkert verwendet einen speziellen De-Bayer - Algorithmus, der nur dann ordentlich funktioniert, wenn die einzelnen Bilder ein wenig hin und her zappeln, was durch das Seeing zur Genüge gewährleistet wird.

    Emil schreibt das ja selbst, siehe den letzten Abschnitt "When processing raw..." auf Seite 72:


    https://www.astrokraai.nl/soft…20-%20September%202016%20[68%20-%2072].pdf


    Edit: Der Link funktioniert nicht- Kann das jemand reparieren? Screenshot eingefügt.



    Es ist ja einer der großen Vorteile von AutoStakkert, eine fantastisch gute Debayer - Funktion bereit zu stellen.



    Viele Grüße,

    Guntram

  • Autostakkert verwendet einen speziellen De-Bayer - Algorithmus, der nur dann ordentlich funktioniert, wenn die einzelnen Bilder ein wenig hin und her zappeln, was durch das Seeing zur Genüge gewährleistet wird.

    Hallo Guntram,


    danke für den wertvollen Hinweis !! Hatte mir im Hinblick auf die periodischen Artefakte in der zweiten GIF-Serie selbst schon Gedanken gemacht, wie ich die Kamera oder den Siemensstern in seitliche Zitterbewegungen versetzen kann ...


    CS Jan

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